[发明专利]一种基于频率方差加权的时延差估计方法

权利要求书

1.一种基于频率方差加权的时延差估计方法，该方法用于估计水声定位系统中不同接收阵元接收的目标辐射信号的时延差，所述方法为：

求取若干次每一个频率单元的时域相关谱以及相应的初始时延差；

计算得到的每一个初始时延差对应的频率方差，并对频率方差求倒数形成加权因子；

累加每一初值时延差对应的加权因子得到最终时域相关谱，从最终时域相关谱中求取最终时延差。

2.根据权利要求1所述的基于频率方差加权的时延差估计方法，其特征在于，所述方法具体包含如下步骤：

步骤101）对各接收阵元接收的目标辐射信号进行傅里叶变换得到各接收阵元接收的目标辐射信号的频域信号；将任意两个接收阵元接收的目标辐射信号的频域信号相乘得到两个接收阵元的频域互谱数据RX₁₂(f)；

采用引导信号与得到的频域互谱数据RX₁₂(f)相乘得到从起始频率f₁到终止频率f_K中频域互谱数据RX₁₂(f)每一频率单元所对应的频域互谱数据RX₁₂(f_i)，其中：i为频率单元编号，K为终止频率所对应的编号；再对RX₁₂(f_i)做逆傅里叶变换，到从起始频率f₁到终止频率f_K中频域互谱数据RX₁₂(f)每一个频率单元所对应的时域相关谱R(f_i,τ_j)，其中：i＝1,···,K，j＝1,···,L，j为时延差对应的时间点编号，L为R(f_i,τ_j)在时间轴上的点数；

步骤102）从起始频率f₁到终止频率f_K，将频域互谱数据RX₁₂(f)中每一个频率单元所对应的时域相关谱R(f_i,τ_j)的最大值所对应的时间点作为该频率单元的初步时延差估计结果，该初步时延差估计结果记为τ(f_i)，i为频率单元编号且i＝1,···,K，K为终止频率所对应的编号；j为时延差对应的时间点编号，L为时域相关谱R(f_i,τ_j)在时间轴上的点数；

步骤103）更新各接收阵元接收的时域信号，重复进行步骤101)和步骤102)，当重复次数达到预定值N时，从起始频率f₁到终止频率f_K，对RX₁₂(f)中每一个频率单元所对应的N个初步的时延差估计结果，记为τ_n(f_i)；反向推出：每个初步时延差估计结构对应N个频率单元，记为f_n(τ_j)，其中：i＝1,···,K，n＝1,···,N，j＝1,···,L，i为频率单元编号，K为终止频率所对应的编号；为j时延差对应的时间点编号，L为R(f_i,τ_j)在时间轴上的点数；N取值范围为：5≤N≤15；

步骤104）将得到的每一个初步时延差估计结果进行频率方差计算，对应结果记为δ_f(τ_j)，真值时延差对应的频率方差较小，非真值时延差对应的频率方差较大；其中，j＝1,···,L，j为时延差对应的时间点编号，L为R(f_i,τ_j)在时间轴上的点数；

步骤105）依时间轴为顺序对步骤103）中每个初步时延差估计结果所对应步骤104）所求取的频率方差δ_f(τ_j)进行求倒数形成加权因子，此时真值时延差对应的加权因子较大，非真值时延差对应的加权因子较小；通过将最终所求时域相关谱中的每一初值时延差位置处幅值置为加权因子，无初值时延差位置处幅值置为0；最后，从最终的时域相关谱中提取出各接收阵元间接收目标辐射信号的时延差估计值，完成水声定位系统中不同接收阵元接收目标辐射信号的时延差估计。