一种基于线性拟合的快速频差估计方法与流程

本发明属于无源定位领域，具体涉及一种基于线性拟合的快速频差估计方法。

背景技术：

1、无源定位是信号处理方向的重要领域，对辐射源的无源定位方法主要有测向定位，时差定位，多普勒频差定位以及上述方法的组合定位。单站的测向定位，其定位精度差，难以满足越来越高的应用需求。多站时差的定位精度高，但存在时差模糊情况，难以对付高重频高机动目标。双站时频差定位是通过测量同一辐射源到达主副站的时差和频差，对辐射源位置进行估计，其具有定位精度高，实时性好，覆盖面积大，系统设备量少，对探测平台的姿态要求低等优点。

2、在时频差定位系统中，如何快速获得两站的时差和频差是影响定位实时性的关键，传统的时差和频差估计是采用互模糊函数二维寻峰的方法。但雷达接收机的采样率一般都在百兆赫兹级别，中频数据量大。基于互模糊函数的时差和频差的测量精度又与积累时间成正比，要得到较高的时频差测量精度，往往还需要进行多脉冲的联合处理，计算量巨大。因此，如何快速估计双站的时差和频差成为一个研究热点。

3、针对互模糊函数估计时差和频差计算量过大，难以满足实时性要求的问题，本发明提出一种基于线性拟合的快速频差估计方法。本方法中频差估计通过线性拟合时差补偿后的双站间相位差实现。时差估计通过测量双站的到达时间后利用作差法实现。双站间的相位差通过测量双站的稀疏谱数据得到，补偿时差引起的相位差后，双站间的相位差仅受频差影响，双站间的相位差曲线斜率即为频差，通过线性拟合实现频差的快速估计，原理简单，计算速度快，估计精度高。

技术实现思路

1、本发明提出了一种基于线性拟合的快速频差估计方法，首先主副站分别进行信号截获，根据截获信号的到达时间引导中频数据测量稀疏谱，并将副站截获信号的到达时间和稀疏谱传输到主站；其次根据主副站的稀疏谱逐脉冲计算主副站间的相位差，根据主副站截获信号的到达时间，利用作差法得到主副站间的时差；补偿主副站间的相位差中由时差引起的相位差；对时差补偿后的相位差进行解模糊处理；对解模糊后的相位差进行线性拟合，进而得到主副站截获信号的频差。

2、实现本发明的技术解决方案为：一种基于线性拟合的快速频差估计方法，包括以下步骤：

3、步骤1、主副站分别进行信号截获，根据截获信号的到达时间引导中频数据逐脉冲计算稀疏谱，将副站截获信号的到达时间和稀疏谱数据传输到主站，转入步骤2。

4、步骤2、根据主副站的稀疏谱，计算主副站间的相位差，根据主副站截获信号的到达时间，利用作差法计算主副站间的时差，转入步骤3。

5、步骤3、补偿主副站间的相位差中由时差引起的相位差，得到时差补偿后的相位差，转入步骤4。

6、步骤4、对时差补偿后的相位差进行解模糊处理，得到无模糊的相位差，转入步骤5。

7、步骤5、对无模糊的相位差进行线性拟合，计算得到主副站截获信号的频差。

8、本发明与现有技术相比，其显著优点在于：

9、(1)相比传统的传输中频数据的方式，该方法仅需传输副站的稀疏谱数据，大大降低了数据传输的压力。

10、(2)相对基于模糊函数的频差估计方法，该方法减少了脉冲积累和二维峰值搜索的过程，使用线性拟合的方法大大提高了计算速度。

11、(3)针对宽带信号和低信噪比条件，该方法仍可保持较高的频差测量精度，满足辐射源定位的精度要求。

技术特征：

1.一种基于线性拟合的快速频差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于线性拟合的快速频差估计方法，其特征在于，步骤1中，主副站分别进行信号截获，得到截获信号的到达时间和稀疏谱，并将副站截获信号的到达时间和稀疏谱传输到主站，具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于线性拟合的快速频差估计方法，其特征在于，步骤2中，根据主副站截获信号的稀疏谱，计算得到主副站间相位差，根据主副站截获信号的到达时间，利用作差法得到主副站间的时差，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种基于线性拟合的快速频差估计方法，其特征在于，步骤3中，补偿主副站间的相位差中由时差引起的相位差，得到时差补偿后的相位差，具体包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种基于线性拟合的快速频差估计方法，其特征在于，步骤4中，对时差补偿后的相位差进行解模糊处理，得到无模糊的相位差，具体包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种基于线性拟合的快速频差估计方法，其特征在于，步骤5中，对无模糊的相位差进行线性拟合，得到拟合曲线斜率，进而得到主副站截获信号的频差，具体包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种基于线性拟合的快速频差估计方法，属于信号处理领域。该方法为：首先主副站分别进行信号截获，根据截获信号的到达时间引导中频数据测量稀疏谱，并将副站截获信号的到达时间和稀疏谱传输到主站；其次根据主副站的稀疏谱逐脉冲计算主副站间的相位差，根据主副站截获信号的到达时间，利用作差法得到主副站间的时差；补偿主副站间的相位差中由时差引起的相位差；对时差补偿后的相位差进行解模糊处理；对解模糊后的相位差进行线性拟合，进而得到主副站截获信号的频差。

技术研发人员：窦法旺,苏焕程,刘泳伶,姬嘉文,秦赓,鲍俊竹,尚斌斌,张健伟,张立斌,史敏
受保护的技术使用者：中国航天科工集团八五一一研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12