[发明专利]一种基于FFT的相关辨识探测系统及其方法

摘要

本发明涉及一种基于FFT的相关辨识探测系统，包括：第一m序列生成模块、第一大地系统、第一时间同步模块、第一信号接收模块、第一FFT‑自相关模块、第一频域转换模块、第一FFT‑互相关模块、第二频域转换模块和第一系统函数求解模块；所述第一时间同步模块与第一m序列生成模块和第一信号接收模块相连，第一m序列生成模块与第一FFT‑自相关模块相连，第一FFT‑自相关模块与第一频域转换模块相连；第一信号接收模块与第一FFT‑互相关模块相连，第一FFT‑互相关模块与第二频域转换模块相连；第一频域转换模块和第二频域转换模块分别与第一系统函数求解模块相连。本发明具有辨识效率高、高精度、抗噪性能高的特性。

主权项

1.一种基于FFT的相关辨识探测系统，其特征在于包括：第一m序列生成模块(1)、第一大地系统(2)、第一时间同步模块(3)、第一信号接收模块(4)、第一FFT‑自相关模块(5)、第一频域转换模块(6)、第一FFT‑互相关模块(7)、第二频域转换模块(8)和第一系统函数求解模块(9)；所述第一时间同步模块(3)与第一m序列生成模块(1)和第一信号接收模块(4)相连，第一m序列生成模块(1)与第一FFT‑自相关模块(5)相连，第一FFT‑自相关模块(5)与第一频域转换模块(6)相连；第一信号接收模块(4)与第一FFT‑互相关模块相连(7)，第一FFT‑互相关模块(7)与第二频域转换模块(8)相连；第一频域转换模块(6)和第二频域转换模块(8)分别与第一系统函数求解模块(9)相连；所述第一时间同步模块(3)用于设置预定时刻，使得第一m序列生成模块(1)在设定的时刻生成m序列；并使得第一信号接收模块(4)在预定时刻接收经过第一大地系统(2)的电信号；所述第一m序列生成模块(1)用于在预定时刻生成m序列并经由电极发送给第一大地系统(2)；并采集发送的电压数据包x；所述第一信号接收模块(4)用于按照第一时间同步模块(3)设置的预定时刻，接收经过第一大地系统(2)的电压信号，从而获得电压数据包y；所述第一FFT‑自相关模块(5)包括第一FFT频域变换单元(51)、第一乘法单元(52)、第一IFFT变换单元(53)和第一数据截取单元(54)；其中第一FFT频域变换单元(51)和第一乘法单元(52)相连，第一乘法单元(52)和第一IFFT变换单元(53)相连，第一IFFT变换单元(53)和第一数据截取单元(54)相连；所述第一FFT频域变换单元(51)用于电压数据包x进行FFT变换，将时域信号转换为频域信号；所述第一乘法单元(52)，用于将电压数据包x的频域信号进行共轭运算；并将共轭运算后的结果与电压数据包x的频域信号进行相乘，计算公式为其中X(w)为输入信号的频域，X*(w)为输入信号的频域结果的共轭；所述第一IFFT变换单元(53)，用于将第一乘法单元(52)输出的信号进行IFFT变换，得到时域信号，变换公式为：为循环自相关的结果；所述第一数据截取单元(54)，用于截取所述第一IFFT变换单元(53)循环自相关和线性自相关相等的部分，得到时域线性自相关的结果；所述第一频域转换模块(6)包括第一FFT算子单元(61)和第一自相关频域单元(62)；其中所述第一FFT算子单元(61)分别与第一数据截取单元(54)以及第一自相关频域单元(62)相连；所述第一FFT算子单元(61)用于将第一数据截取单元(54)输出的时域自相关结果进行FFT运算，从而得到频域自相关结果；并将频域自相关结果发送到第一自相关频域单元(62)保存；所述第一FFT‑互相关模块(7)包括第二FFT频域变换单元(71)、第二乘法单元(72)、第二IFFT变换单元(73)和第二数据截取单元(74)；所述第二FFT频域变换单元(71)与第二乘法单元(72)相连，所述第二乘法单元(72)与第二IFFT变换单元(73)相连；所述第二IFFT变换单元(73)与第二数据截取单元(74)相连；所述第一FFT频域变换单元(51)与第二乘法单元(72)相连，第一信号接收模块(4)与第二FFT频域变换单元(71)相连；所述第二FFT频域转换单元(71)用于将第一信号接收模块(4)得到的电压数据包y进行FFT变换，将时域信号转换为频域信号；所述第二乘法单元(72)，用于将第一FFT频域变换单元(51)输出的电压数据包x的频域信号与第二FFT频域转换单元(71)输出的电压数据包y的频域信号相乘，得到互相关的频域结果；所述第二IFFT变换单元(73)，用于将第二乘法单元(72)输出的信号进行IFFT变换，得到时域信号；所述第二数据截取单元(74)，用于截取所述第二IFFT变换单元(73)输出的时域信号中未重叠的部分，得到时域互相关结果；所述第二频域转换模块(8)包括第二FFT算子单元(81)和第一互相关频域单元(82)；所述第二FFT算子单元(81)分别与第二数据截取单元(74)和第一互相关频域单元(82)相连；所述第二FFT算子单元(81)用于将第二数据截取单元(74)输出的时域互相关结果进行FFT运算，得到频域互相关结果；并将频域互相关结果发送到第一互相关频域单元(82)保存；第一系统函数求解模块(9)包括第一除法单元(91)和第一大地频域辨识单元(92)；所述第一除法单元(91)分别和第一互相关频域单元(82)、第一自相关频域单元(62)以及第一大地频域辨识单元(92)相连；所述第一除法单元(91)用于将第一互相关频域单元(82)输出的频域互相关结果除以第一自相关频域单元(62)输出的频域互相关结果，得到第一大地频域辨识结果，并存储在第一大地频域辨识单元(92)中。