[發明專利]一種頻偏時間游標測量方法、系統及計算機可讀存儲介質

在審

• 申請號: 202010429440.4
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111753248A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 呂植勇;張開拓;游錦輝;王巖;胡一婷;譚超;何奇珂;趙裕
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F17/14
• 分類號: G06F17/14;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 張凱

本發明公開一種頻偏時間游標測量方法、系統及計算機可讀存儲介質，屬于頻偏測量技術領域，解決了現有技術中頻偏時間游標的測量精度較低的問題。一種頻偏時間游標測量方法，包括以下步驟：獲取載波信號，得到載波頻率的初始估計值；將載波頻率的初始估計值作為跟蹤環路的初始值，利用所述跟蹤環路對載波頻率進行再次估計，得到再次估計的載波頻率；發送一個與載頻有固定偏移的正弦波信號至移動臺，獲取正弦波信號的頻率，根據正弦波信號的頻率及再次估計的載波頻率，獲取正弦波信號和載波信號的鑒相值；根據陀螺儀的加速度、角加速度和所述鑒相值，得到頻偏時間游標。本發明所述頻偏時間游標測量方法，提高了頻偏時間游標的測量精度。

技術領域

本發明涉及頻偏測量技術領域，尤其是涉及一種頻偏時間游標測量方法、系統及計算機可讀存儲介質。

背景技術

目前，頻偏的測量方法有貝塞爾函數零值法、頻譜比較法、極值法和計數器平均法等方法；這些測量方法的選取，是以頻偏量的大小、調制頻率的范圍、調制指數的高低以及使用方便等原則來選取某一種方法或幾種方法結合著使用，進而完成對頻偏的測量；但是在實際的測量過程中，這些測量方法容易受到各種外界因素的影響，如：測量速度，測量環境的振動情況等；此外，運動過程中載運工具的加速度、速度、角速度和運動方向會時常發生變化，并且存在著多頻干擾、多途效應、抖動等現象，這些因素都將影響頻偏的測量精度，即會影響頻偏時間游標，使用現有方案會使得頻偏時間游標的測量精度較低。

發明內容

本發明的目的在于至少克服上述一種技術不足，提出一種頻偏時間游標測量方法。

本發明提供了一種頻偏時間游標測量方法，包括以下步驟：獲取載波信號，利用快速傅里葉變換對載波頻率進行初始估計，得到載波頻率的初始估計值；

將載波頻率的初始估計值作為跟蹤環路的初始值，利用所述跟蹤環路對載波頻率進行再次估計，得到再次估計的載波頻率；

發送一個與載頻有固定偏移的正弦波信號至移動臺，獲取所述正弦波信號的頻率，根據所述正弦波信號的頻率及再次估計的載波頻率，獲取所述正弦波信號和載波的鑒相值；

根據陀螺儀的加速度、角加速度和所述鑒相值，得到頻偏時間游標。

進一步地，所述跟蹤環路包括一階環路、二階環路和三階環路，所述一階環路用于跟蹤相位階躍信號，所述二階環路用于跟蹤相位階躍信號和相位斜坡信號，所述三階環路用于跟蹤相位階躍信號、頻率階躍信號以及頻率斜坡信號。

進一步地，所述二階環路為頻率鎖定環，所述三階環路為相位鎖定環。

進一步地，根據所述正弦波信號的頻率及再次估計的載波頻率，獲取所述正弦波信號和載波的鑒相值，具體包括，對所述正弦波信號及載波信號，利用公式

進行傅里葉變換，得到變換后的正弦波信號和載波信號由獲取所述正弦波信號和載波信號的鑒相值其中，為正弦波信號的頻率及再次估計的載波頻率的均值，s₁(n)為載波信號，s₁(f)為載波信號離散傅里葉變換后的信號，s₂(n)為正弦波信號，S₂(f)為正弦波信號經離散傅里葉變換后的信號，w₁(n)為載波信號發射過程中的噪聲信號，W₁(f)為w₁(n)經離散傅里葉變換后的信號，w₂(n)為正弦波信號發射過程中的噪聲信號，W₂(f)為w₂(n)經離散傅里葉變換后的信號，k＝0,1,...,N-1，N為離散個數。

進一步地，根據陀螺儀的加速度、角加速度和所述鑒相值，得到頻偏時間游標，具體包括，將根據陀螺儀的加速度、角加速度和所述鑒相值作為模糊神經網絡的輸入，對模糊神經網絡進行訓練，通過訓練后的模糊神經網絡獲取一個相位變化對應的時間，以一個相位變化對應的是時間作為頻偏時間游標。