[發明專利]一種大尺度緩變信道下的TDOA時差估計方法

在審

• 申請號: 201811399634.3
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109541532A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 胡正;郭利強;張波;卜曉楠
• 申請（專利權）人: 中電科儀器儀表有限公司
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 賈文健

本發明提出了一種大尺度緩變信道下TDOA時差估計方法，包括以下步驟：選取一個位置已知的目標作為參考目標，根據位置信息計算出參考目標到達兩個測量接收機的實際時差值；然后，為目標信號的時差估計做預補償，根據參考目標發射的信號估計到達測量接收機的時差，對目標信號的時差做校正。本發明解決了由于傳播信道的緩變對時差估計的影響，通過選取一個位置已知的目標作為參考，為目標信號的時差估計做預補償，從而對時差估計進行校正，保證了時差估計的精度。

技術領域

本發明涉及測試技術領域，特別涉及一種大尺度緩變信道下的TDOA時差估計方法。

背景技術

當前，隨著電子通信領域的高速發展，電磁環境呈現越發復雜的態勢，因此對頻譜監測能力的要求越來越高，而對發射源的無源定位是頻譜監測業務的一項重要內容。TDOA無源時差定位技術具有精度高、布站靈活、工程易于實現等優點，近年來被廣泛研究。其中，時間延遲估計的精度直接影響了TDOA定位的性能。而時延估計一直是信號分析領域中的重要研究內容，在生物醫學，雷達、聲納、和地球物理等領域具有廣泛的應用。因而提高時延估計的精度，具有重要的意義。

通常在時差估計過程中，假設信號在傳播信道中的速度是定值。但是，實際傳播過程中，由于通信的傳播環境十分復雜，傳播機理多種多樣，一般情況下幾乎包括了電波傳播的所有過程，如直射、繞射、反射、散射等，傳播參數隨時變化。無線信道的連續變化,對時差估計造成了極大的影響。此時，當信道變化發生起伏，電距離一直在變，會對時差估計產生很大的影響。當信道緩變發生起伏時，對時差估計造成很大的影響。目前對時變信道的時差估計大多采用廣義相關法和自適應估計算法。

傳統的廣義相關時差估計算法對于發生起伏的信道效果不佳。自適應估計算法通過調整自身參數，跟蹤時變的時延，但當濾波器的階數較高時，存在計算量大，收斂速度慢等缺點。

發明內容

本發明在傳統的時差估計算法基礎上，提出了一種大尺度緩變信道下時差估計方法，解決了由于傳播信道的緩變對時差估計的影響，通過選取一個位置已知的目標作為參考，為目標信號的時差估計做預補償，從而對時差估計進行校正，保證了時差估計的精度。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種大尺度緩變信道下TDOA時差估計方法，包括以下步驟：選取一個位置已知的目標作為參考目標，根據位置信息計算出參考目標到達兩個測量接收機的實際時差值；然后，為目標信號的時差估計做預補償，根據參考目標發射的信號估計到達測量接收機的時差，對目標信號的時差做校正。

可選地，所述方法還包括：在頻域使用矩形窗截取參考信號，采用相位擬合法計算第一接收機和第二接收機接收到的參考信號之間的時差。

可選地，所述采用相位擬合法計算第一接收機和第二接收機接收到的參考信號的時差的步驟，包括：步驟11，在頻域使用矩形窗截取參考信號；步驟12，計算兩個接收機獲取的參考信號的互功率譜；步驟13，獲取互功率譜的相位譜；步驟14，對相位譜進行解卷繞，然后進行直線擬合，直線的斜率便是對應的時差。

可選地，所述方法還包括：在頻域使用矩形窗截取目標信號，采用相位擬合法計算第一接收機和第二接收機獲取的目標信號的時差。

可選地，所述采用相位擬合法計算第一接收機和第二接收機獲取的目標信號的時差的步驟，包括：步驟21，在頻域使用矩形窗截取目標信號；步驟22，計算兩個接收機獲取的目標信號的互功率譜；步驟23，獲取互功率譜的相位譜；步驟24，對相位譜進行解卷繞，然后進行直線擬合，直線的斜率便是對應的時差。

可選地，所述方法還包括：所述參考信號在時間軸上分成N段，每一段計算一次時差，獲取N個時差；目標信號在時間軸上也分成N段，每一段計算一次時差，獲取N個時差；

根據參考信號的時差變化趨勢對每一段參考信號計算的時差進行校正，校正公式如下：