基于单路欠采样的时频差估计方法
【专利摘要】本发明提出一种基于单路欠采样的时频差估计方法，包括以下步骤：通过主观测点和辅助观测点分别以第一采样频率和第二采样频率采集与辐射源相关联的第一采集数据和第二采集数据；将辅助观测点的第二采集数据传输到主观测点；以第二采样频率基于第一采样数据和第二采样数据计算离散互模糊函数并取模值；以及搜索离散互模糊函数模值的峰值，并估计离散互模糊函数模值的最大峰值点所对应的到达时间差和到达频率差。根据本发明实施例的方法，通过计算双路采集数据的离散互模糊函数并取模值，并搜索其峰值以估计到达时间差和到达频率差，提高了到达频率差的精度，同时保证了到达时间差的估计精度，满足了实时性要求。
【专利说明】基于单路欠采样的时频差估计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位【技术领域】，特别涉及一种基于单路欠采样的时频差估计方法。
【背景技术】
[0002]随着技术的不断发展，定位技术在军事和民用等领域得到了越来越广泛的应用，例如，目前通常采用基于双观测点的时频差联合定位方法。[0003]在现有双观测点的时频差定位系统中，为了尽量提高时频差参数估计精度，可以通过提高采样时间以增加数据量，从而可以提高时频差(即时间差和频率差)的估计精度。
[0004]然而，对于例如宽带CDMA及宽带TDMA信号的宽带信号，若增加采样时间，则会急剧增加采集的数据量和传输的数据量。通常，在双观测点定位系统中数据传输链路的速率是受限的。如果在满足采样定理的前提下进行数据采集，则会极大地缩短信号源数据的采集时间，进而较大地影响到达频率差的估计精度。如果为提高时频差的估计精度采集大量的信号源数据，则会显著增加传输时间，进而大大降低系统的实时性。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0006]为此，本发明需要提供一种基于单路欠采样的时频差估计方法，该时频差估计方法可以解决实时性弱且估计精度低的问题。
[0007]有鉴于此，本发明的实施例提出一种基于单路欠采样的时频差估计方法，包括以下步骤:通过主观测点和辅助观测点分别以第一采样频率和第二采样频率采集与辐射源相关联的第一采集数据和第二采集数据；将所述辅助观测点的所述第二采集数据传输到所述主观测点；以所述第二采样频率基于所述第一采样数据和所述第二采样数据计算离散互模糊函数并取模值；以及搜索所述离散互模糊函数模值的峰值，并估计所述离散互模糊函数模值的最大峰值点所对应的到达时间差和到达频率差。
[0008]根据本发明实施例的方法，通过计算双路采集数据的离散互模糊函数并取模值，并搜索其峰值以估计到达时间差和到达频率差，提高了到达频率差的精度，同时保证了到达时间差的估计精度，满足了实时性要求。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述辅助观测点的所述第二采集数据以链路传输到所述主观测点。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述第一采样频率满足奈奎斯特采样定理，且所述第一采样频率满足下述关系:4=1? *BS，其中fsl为所述第一采样频率,Hi1 ^ 2，Bs为辐射源的信号带宽。
[0011]在本发明的一个实施例中，所述第二采样频率为不满足奈奎斯特采样定理的欠采样率，且所述第二采样频率满足下述关系:fs2=m2.Bs, fs2为所述第二采样频率，0〈m2〈2。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述第二采样频率满足如下关系:
【权利要求】
1.一种基于单路欠采样的时频差估计方法，其特征在于，包括以下步骤:通过主观测点和辅助观测点分别以第一采样频率和第二采样频率采集与辐射源相关联的第一采集数据和第二采集数据；将所述辅助观测点的所述第二采集数据传输到所述主观测点；以所述第二采样频率基于所述第一采样数据和所述第二采样数据计算离散互模糊函数并取模值；以及搜索所述离散互模糊函数模值的峰值，并估计所述离散互模糊函数模值的最大峰值点所对应的到达时间差和到达频率差。
2.如权利要求1所述的时频差估计方法，其特征在于，所述辅助观测点的所述第二采集数据以链路传输到所述主观测点。
3.如权利要求2所述的时频差估计方法，其特征在于，所述第一采样频率满足奈奎斯特采样定理，且所述第一采样频率满足下述关系:fsl=mi.Bs，其中fsl为所述第一采样频率，In1≥2，Bs为辐射源的信号带宽。
4.如权利要求3所述的时频差估计方法，其特征在于，所述第二采样频率为不满足奈奎斯特采样定理的欠采样率，且所述第二采样频率满足下述关系:fS2=Hi2.Bs, fs2为所述第二采样频率，0〈m2〈2。
5.如权利要求4所述的时频差估计方法，其特征在于，所述第二采样频率满足如下关系：
6.如权利要求4所述的时频差估计方法，其特征在于，所述第一采样数据为所述主观测点处获得的离散信号x(nTsl)，且所述离散信号X(nTsl)为连续信号x(t)在nTsl时刻采样得到的离散数字信号，η为自然数，Tsl为所述主观测点处的第一采样间隔。
7.如权利要求6所述的时频差估计方法，其特征在于，所述第二采样数据为所述辅助观测点处获得的离散信号I (nTs2)，所述离散信号y (nTs2)为连续信号y (t)在nTs2时刻采样得到的离散数字信号，η为自然数，Ts2为所述辅助观测点处的第二采样间隔。
8.如权利要求7所述的时频差估计方法，其特征在于，所述第一采样间隔Tsl和所述第二采样间隔Ts2满足以下关系:TS2_ 0--).Tsl。
9.如权利要求8所述的时频差估计方法，其特征在于，所述链路传输中具有Nmax个采样点数。
10.如权利要求9所述的时频差估计方法，其特征在于，所述离散互模糊函数模为:
【文档编号】G01S5/00GK103592619SQ201310482169
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】黄振, 李振强, 郭智炜, 葛宁, 王博 申请人:清华大学