[发明专利]一种直达波空中传播时延的估计方法

权利要求书

1.一种直达波空中传播时延的估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，通过电波接收设备获得接收信号，估计出多径波到达接收端的到达方位角、俯仰角和每条径的总时延；估计出的多径波到达接收端的到达方位角、俯仰角和每条径的总时延，包括直达波的到达方位角、到达俯仰角和到达总时延反射波的到达方位角、到达俯仰角和到达总时延

步骤2，根据波反射的几何原理以及电波接收设备测得的反射波的到达角，获得反射波的离开角；反射波的到达角指反射波的到达方位角和到达俯仰角，反射波的离开角指反射波的离开方位角和离开俯仰角；

步骤3，在直达波到达角所在射线上选取一个假设点作为发射端，计算出在该假设点下直达波的空中传播时延与反射波的反射点位置；反射点位置由反射波离开角所在射线与到达角所在射线的公垂线段中点确定；

步骤4，根据直达波总时延、反射波总时延以及选取的假设点位置计算出反射波的传播距离；

l_sc＝|r_r-r_sc|+|r_sc-r_p|

其中，l_sc表示反射波的传播距离，r_r表示接收端的坐标，r_sc表示估计的反射波的反射点坐标，r_p表示假设点坐标，|·|表示取模值；

步骤5，计算发射端假设点到反射点以及反射点到接收端之间的距离之和，并与反射波的传播距离作差并取绝对值，选取绝对值最小的假设点作为发射端位置；计算发射端与接收端的距离，除以电波的传播速度，获得直达波空中传播时延的估计值；

反射波到达接收端时的路径传播时延为：

τ_p,1＝τ_r,1-τ_r,0+τ_p,0

其中，τ_p,1表示反射波到达接收端时的路径传播时延，τ_r,1表示测得反射波的总时延，τ_r,0表示测得直达波的总时延，τ_p,0表示发射端假设点P到接收端的直达路径传播时延；

反射波到达接收端时的路径传播距离为l′_sc＝cτ_p,1，c为电磁波在空间中的传播速度；

选取合适的P点位置获得最小的代价函数：

f(r_p)＝|l_sc-l′_sc|

其中，f(r_p)表示代价函数，l_sc表示根据空间位置坐标算出来的反射波的传播距离，l′_sc表示根据所计算的反射波到达接收端时的路径传播时延计算出来的反射波传播距离；

直达波的传播时延估计值为：

其中，表示直达波的传播时延的估计值，r_p表示所假设的发射点到接收端的距离，τ表示直达波的传播时延。

2.根据权利要求1所述直达波空中传播时延的估计方法，其特征在于：步骤1中利用角度时延联合估计方法估计出多径波到达接收端的到达方位角、俯仰角和每条径的总时延。

3.根据权利要求2所述直达波空中传播时延的估计方法，其特征在于：步骤2中反射波的到达角与反射波的离开角关系：

或

其中，表示反射波的到达方位角，表示反射波的离开方位角，θ_r,1表示反射波的到达俯仰角，θ_t,1表示反射波的离开俯仰角。

4.根据权利要求3所述直达波空中传播时延的估计方法，其特征在于：步骤3中在直达波到达角所在射线上选取一假设点作为发射端，记假设点为P点，假设点到接收端的距离为r_P，以接收端为坐标原点，假设点的坐标表示为：

其中，r_P表示假设点坐标，表示直达波的离开方位角，θ_r,0表示直达波的到达俯仰角。