[發明專利]一種非應答式水下測量聲信號傳播時延的方法

有效

• 申請號: 201611108887.1
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN108155952B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 郭中源;胡園;賈寧;周建清;黃建純;馬力
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: H04B13/02
• 分類號: H04B13/02;H04B11/00;H04B17/30
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;陳琳琳

1.一種非應答式水下測量聲信號傳播時延的方法，其特征在于，包括：

步驟1)利用信號發射端獲取本地當前時刻的同步時鐘時間戳信息T_tx0；

步驟2)對步驟1)中獲得的T_tx0增加一固定時間t_d，得到發射信號時刻的同步時鐘時間戳信息T_tx；

步驟3)對步驟2)中獲得的T_tx進行擴頻數據調制，并生成設定數據格式的發射信號，所述的發射信號包括：復合雙曲調頻信號和擴頻調制的含有T_tx的報文編碼信號，所述的復合雙曲調頻信號由兩個不同參數的雙曲調頻信號線性疊加而成；

步驟4)利用信號發射端的本地同步時鐘脈沖信號達到T_tx時刻的跳變沿后，觸發發射信號發射；

步驟5)估計發射信號到達信號接收端的時刻τ，并判斷如果在時刻τ時確有發射信號到達后，則執行步驟6)；

步驟6)對接收到的發射信號中報文編碼信號進行擴頻數據解調，獲得發射信號時刻的同步時鐘時間戳信息T_tx，并根據發射信號的長度計算發射信號時間長度T_signal后，執行步驟7)；

步驟7)利用信號接收端獲取本地當前時刻的同步時鐘時間戳信息T_rx、本地計時器讀數T′_rx，以及當前時刻至時刻τ之間緩存的數據長度Len，并根據采樣率f_s計算該數據長度Len對應的時間T_buffer:

根據下式計算得到最終的傳播時延值Δt：

Δt＝T_rx+T′_rx-(T_signal+T_buffer)-T_tx。

2.根據權利要求1所述的非應答式水下測量聲信號傳播時延的方法，其特征在于，所述的復合雙曲調頻信號表示為：

S(t)＝S₁(t)+S₂(t)

其中：

其中，S(t)表示復合雙曲調頻信號，S₁(t)和S₂(t)表示兩個雙曲調頻信號，f_L1和f_L2表示兩個雙曲調頻信號的下限頻率，f_H1和f_H2表示兩個雙曲調頻信號的上限頻率，T表示單個雙曲調頻信號的發射持續時間，m₁、f₁₀及m₂、f₂₀表示兩個雙曲調頻信號的特征參數。

3.根據權利要求1或2所述的非應答式水下測量聲信號傳播時延的方法，其特征在于，所述的報文編碼信號包括：幀頭數據循環前綴、幀頭數據、報文數據和報文數據CRC校驗和；所述的發射信號時刻的同步時鐘時間戳信息T_tx寫入報文數據內。