[發明專利]一種基于LS的復雜環境下相位信息計算方法

有效

• 申請號: 201811390069.4
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109507654B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 尹光;金科;孫永飛
• 申請（專利權）人: 南京長峰航天電子科技有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

1.一種基于LS的復雜環境下相位信息計算方法，其特征是，包括以下步驟：

根據預先設置的信號求解參數和預先選擇的參考通道計算不同時刻參考通道的信號真實頻率；其中計算不同時刻參考通道的信號頻率時，同時采用短時chirp-z變換計算并通過選擇幅度最大值法得到參考通道不同時刻的信號頻率和采用短時多目標頻率檢測算法計算提取超過檢測門限的參考通道不同時刻的多個信號頻率；

采用匹配判別法對參考通道不同時刻真實的信號頻率進行校準，具體包括：

根據短時chirp-z變換計算得到的信號頻率值，從中選取不存在異常值的一段頻率數據，并向兩端遞推尋找整個處理周期中各幀信號的真實頻率，在尋找過程中，向后查找時，從后一時刻的多目標頻率檢測結果中，找出與前一時刻變化最小的值作為下一時刻的真實頻率，向前查找時也采用相同的匹配原理；

采用LS方法計算不同接收通道的不同時刻對應于參考通道頻率值的相位值。

2.根據權利要求1所述的相位信息計算方法，其特征是，預先設置的信號求解參數包括信號頻率的求解精度、有效信號頻率的求解起始范圍、短時信號處理的時長和觀測信號的采樣率。

3.根據權利要求1所述的相位信息計算方法，其特征是，預先選擇參考通道的方法如下：

計算各通道信號能量E_j：其中j＝1,2…M，M為通道數，N為選擇信號的長度，in_s信號起始為；

選擇其中能量最大的通道作為參考通道。

4.根據權利要求1所述的相位信息計算方法，其特征是，計算不同時刻參考通道的信號真實頻率之前包括計算信號處理總幀數和幀長度；

所述幀長度的表達式為len＝spt*fs，所述信號處理總幀數表達式為N_z＝N_s/len，其中N_s為原始觀測信號的數據長度，fs為信號采樣率，spt為短時信號處理的時長。

5.根據權利要求1所述的相位信息計算方法，其特征是，采用短時chirp-z變換計算并通過選擇幅度最大值法得到參考通道不同時刻的信號頻率包括：

設置幀索引為i＝1…N_z，根據不同時刻的幀索引標號i，載入該幀內的原始數據Y＝[s((i-1)*len+1)…s(i*len)]；S＝[s(1)s(2)…s(N_s)]為原始采集得到的回波數據；假定信號頻率求解精度為dfreq，有效頻率段起始頻率為freq_s，終止頻率為freq_end，則采用chirpz變換計算短時信號頻率表達式如下：

m＝round(freq_end-freq_s)/dfreq)

w＝e^{-j2π(freq_end-freq_s)/m/fs}

a＝e^{j2π·freq_s/fs}

fft_out＝czt(Y,m,w,a)

abs_max＝max(abs(fft_out))

其中m、w、a、fft_out、abs_max為中間變量；

找到幅度最大值abs_max對應的下標值為fd_index，則可得到該幀數據Y對應的真實信號頻率為：

fd＝fd_index*dfreq+freq_s；

其中，round()為對實數近似取整函數，j為虛數單位，czt()為chirpz變換函數，max()為取最大值函數；

對所有幀索引為i＝1…N_z依次執行上述過程，得到參考通道不同時刻的信號計算頻率值fd＝[fd(1) fd(2) … fd(N_z)]。