[发明专利]多普勒计程仪的测频方法

权利要求书

1.一种多普勒计程仪的测频方法，其特征在于，包括：

从数据集S中选取s个点组成一个样本，并根据所述样本获得样本模型，其中，所述数据集S为所述多普勒计程仪接收到的回波信号的复相关或所述复相关中的一段；

利用所述样本模型确定距离阈值d_th内的数据点集S_i，其中，S_i是S的一个子集，所述S_i中的数据点为内点；

根据S_i中的内点数量与阈值N_th的大小关系对所述样本模型进行重估，并在重估后的所述样本模型中估计直线以获得多普勒频移；

所述方法还包括：

从所述数据集S中选取两点组成一个样本，根据选取的两点确定一条直线；

将到该直线距离小于所述距离阈值d_th的点确定为当前内点，其余点设为当前外点，若所述当前内点的数量小于所述阈值N_th，则重新选择样本；

若所述当前内点的数量大于所述阈值N_th，则取样结束，使用所述当前内点组成的内点集，并利用最小二乘法重新估计所述直线，估计得到的直线斜率即为所述多普勒频移。

2.根据权利要求1所述的多普勒计程仪的测频方法，其特征在于，所述根据S_i中的内点数量与阈值N_th的大小关系对所述样本模型进行重估，并在重估后的所述样本模型中估计直线以获得多普勒频移的步骤包括：

若S_i中的内点数量大于阈值N_th，则使用S_i的所有内点的内点集重新估计模型，以获得重估后的所述样本模型；

若S_i中的内点数量小于阈值N_th，则选择一个新的样本子集，并判断新的样本子集中的内点数量是否大于阈值N_th，若否，则重复选择一个新的样本子集的步骤，直至新的样本子集中的内点数量大于阈值N_th。

3.根据权利要求1或2所述的多普勒计程仪的测频方法，其特征在于，所述复相关包括CW单脉冲的复相关。

4.根据权利要求3所述的多普勒计程仪的测频方法，其特征在于，所述CW单脉冲的复相关的获取方法包括以下步骤：

当发射信号为CW单脉冲时，发射信号为：

其中T为发射信号脉冲宽度，f₀为信号频率，为初始相位；

接收回波经过时延τ和多普勒频移f_d，其信号为：

其中，同相支路是回波信号与cos(2πf₀t)相乘，具体为：

正交支路是回波信号与-sin(2πf₀t)相乘，具体为

正交解调后信号中均包括一个高频项和一个低频项，低通滤波后，信号分别为：

两路信号合并为复数信号，即：

最终复相关为：

5.根据权利要求1或2所述的多普勒计程仪的测频方法，其特征在于，所述复相关包括CW脉冲对的复相关。

6.根据权利要求5所述的多普勒计程仪的测频方法，其特征在于，所述CW脉冲对的复相关的获取方法包括以下步骤：

当发射声波是两个接近的CW脉冲组成的脉冲对时，发射信号为：

其中T为发射信号脉冲宽度，f₀为信号频率，为初始相位，T_τ为两个脉冲的起始时刻之间的时间间隔；

接收回波经过时延τ和多普勒频移f_d，并假设在短时内回波中两个脉冲的幅度仍然保持一致，且相位也没有差异，其信号形式记为：

经正交解调、低通滤波后形成的复数信号形式为：

最终复相关为：