[發明專利]一種基于時頻分析的復合調制解調方法

有效

• 申請號: 202110604370.6
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113295104B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 劉志剛;李清香;郭曉鵬;劉遠亮;武介成;洪軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B11/14
• 分類號: G01B11/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 李紅霖

1.一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、采集雙運動目標在不同運動狀態下的干涉信號，對采集得到的干涉信號進行時頻分析，提取出被復合調制的瞬時頻率；

步驟1中，對采集得到的干涉信號進行時頻分析，提取出被復合調制的瞬時頻率，具體步驟包括如下：

i)對干涉信號進行解析得到干涉信號的解析信號，通過頻率旋轉算子對所得干涉信號的解析信號進行旋轉后取實部，獲得近似平穩信號；

ii)將所得近似平穩信號通過連續小波變換，得到近似平穩信號的瞬時頻率，將所得近似平穩信號的瞬時頻率作為迭代前的頻率，通過去除頻移得到迭代后的頻率；將迭代前的頻率與迭代后的頻率相結合，得到一次迭代的干涉信號的瞬時頻率，所得一次迭代的干涉信號的瞬時頻率用作下一次迭代的小波參數；

重復步驟i)～步驟ii)，提取出被復合調制的瞬時頻率；

步驟2、建立不同運動狀態的狀態空間模型，將被復合調制的瞬時頻率作為觀測值輸入，輸出迭代遞推的估計結果，并對估計結果自動進行權重分配，實現雙運動目標在不同運動模式的動態測量。

2.根據權利要求1所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，利用初始時刻的瞬時頻率估計初始時刻的小波參數。

3.根據權利要求1所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，步驟i)中，連續小波變換的公式為：

式中，S(t)為干涉信號，ψ(t)為復Morlet小波函數,ψ^*(t)是ψ(t)的復共軛。

4.根據權利要求1所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，步驟i)中，近似平穩信號的公式為：

式中，z(t)是干涉信號S(t)的解析信號，RO是頻率旋轉算子。

5.根據權利要求1所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，步驟2中，其具體步驟包括：

2.1)定義狀態向量，由前一時刻狀態與當前時刻狀態的運動學關系得到狀態更新方程及狀態轉移矩陣；

2.2)將步驟1提取出的被復合調制的瞬時頻率作為觀測值，基于所得狀態更新方程及狀態轉移矩陣，由觀測值與狀態向量之間關系獲得觀測方程及觀測矩陣；

2.3)通過自似然函數，對不同運動狀態的狀態空間模型進行迭代地推，對所得迭代遞推的估計結果自動進行權重分配后，得到雙運動目標在不同運動模式的動態測量結果；

通過每個遞歸模型所得到的自似然函數來判斷該狀態空間模型對觀測值的適應性，通過對變速運動及勻速運動進行權重分配，即加權新的系數新權重作為最終輸出。

6.根據權利要求5所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，步驟2.3)中，自似然函數的公式為：

式中，E為已知理論預測值與觀測值f(t)的殘差，U為和f(t)之間誤差的不確定度，M為狀態空間模型，f_n為第n時刻的觀測值。

7.根據權利要求5所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，變速運動及勻速運動進行權重分配時，新權重W_i表示為：

式中，∑f_n＝f_1n+f_2n,f_1n和f_2n分別為不同運動模式的第n時刻的觀測值。

8.根據權利要求5所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，得到雙運動目標在不同運動模式的動態測量結果，其公式為：

式中，和是不同運動模式的狀態估計值，W₁和W₂是各狀態模型的新權重。

9.根據權利要求1所述的一種基于時頻分析的復合調制解調方法，其特征在于，不同運動模式包括變速運動及勻速運動。