[发明专利]甚低频人工源信号的时延提取方法

说明书

本发明提供一种甚低频人工源信号的时延提取方法，包括以下步骤：对甚低频人工源信号进行解调以得到该甚低频人工源信号的附加相位；对获取的附加相位进行极值点识别与标记处理；对标记得到的极值点进行匹配处理以得到包含时延信息的极值点组；获取极值点组的所有时延信号以得到该甚低频人工源信号的时延信息。基于MSK信号的附加相位特点，本发明首先对原始观测数据进行解调得到两路人工源信号的附加相位，然后利用相位极值点以及匹配算法得到包含时延信息的极值点组，进一步提取两路信号的时延，从而能够有效获得人工源信号到达不同收站点的时间差。该方法整体效果显著，为实现甚低频人工源信号多站定位提供了有效技术支持，具有深远的应用前景。

技术领域

本发明属于甚低频人工源定位技术领域，具体涉及一种甚低频人工源信号的时延提取方法。

背景技术

甚低频探测是对自然界闪电辐射和遍布全球的地基人工源发射的极低频(ELF：300Hz-3kHz)和甚低频(VLF：3-30kHz)无线电磁波信号进行接收监测。目前广泛应用于太阳活动监测、电离层探测与航海通信等领域。

信号时差是指在组网探测中不同接收站接收到的同源信号由于传播路径不同导致的到达时间差。时差提取是指利用数据分析的方法处理多站数据从而实现信号时差进行估算和测定。传统的时差提取方法往往是利用多路信号时域相关运算，再通过峰值检测来得到时差估值，但人工源信号主要采用了MSK调制方式，信号时域波形包络恒定，无明显时延特征，且在长距离传播中受路径环境影响较大，波形相似性较差，因而使用常见的互相关方法无法得到较理想的效果。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种甚低频人工源信号的时延提取方法，针对MSK形式的甚低频人工源信号进行时延提取，并且提取结果具有较高准确度。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种甚低频人工源信号的时延提取方法，包括以下步骤：

对所述甚低频人工源信号进行解调以得到该甚低频人工源信号的附加相位；

对获取的所述附加相位进行极值点识别与标记处理；

对标记得到的所述极值点进行匹配处理以得到包含时延信息的极值点组；

获取所述极值点组的所有时延信号以得到该甚低频人工源信号的时延信息。

进一步地，所述附加相位的获取过程包括：

基于甚低频人工源信号的中心载波频率生成相互正交的两路中心载波频率；

将生成的两路中心载波频率与接收的信号混频以进行频谱搬移从而得到两路信号；

利用两路信号构造基波信号进而得到附加相位。

进一步地，所述匹配过程包括：

将两路信号中的任意一路信号作为主信号且另一路作为辅信号，将该主信号中的每个极值点作为主极值点，并将该辅信号中的每个极值点作为辅极值点，

以所述主极值点为中心设置时间窗口t_b对所述辅极值点进行匹配，当匹配到单个所述辅极值点时，则匹配成功，保留对应的主极值点和辅极值点；若匹配到0个或2个以上的所述辅极值点，则匹配失败，舍弃该主极值点。

进一步地，在匹配过程中，基于预设的时间窗口值对两路信号的附加相位进行匹配。

进一步地，在第一次得到时延信息后，还包括以下步骤：

基于第一次提取得到的时延值对窗口中心进行一定偏移后重复执行匹配过程以实现进行二次匹配并得到二次匹配的极值点组；

从二次匹配的极值点组中提取时延信息作为最终时延值。