[发明专利]超精密渡越时间测量方法及系统

权利要求书

1.一种超精密渡越时间测量方法，其特征在于，包括：

按照测量规则要求同时生成由多个中心频率合成的参考信号；

并行接收由多个中心频率合成的参考信号，解算各个参考信号的相位；

将多个参考信号的相位转换为参考信号从发射端到接收端的渡越时间；

将测量到的多个参考信号的渡越时间转换为唯一的高精度渡越时间；

所述测量规则中，参考信号中心频率满足下式：

其中，N表示参考信号的数量；lcm(·)表示求最小公倍数的运算；f_n表示第n个参考信号中心频率，n＝1，2，…，N；f_n′表示第n′个参考信号中心频率，n′＝1，2，…，N；表示取集合中的任意元素，和表示任意参考信号的中心频率；f_s表示采样率；k和k′表示整数；

并行接收由多个中心频率合成的参考信号，解算各个参考信号的相位的步骤具体包括：

将接收到的参考信号经过模数变换；

对模数变换后的参考信号进行傅里叶变换；

确定各个参考信号的中心频率对应的傅里叶变换后的频域索引；

读取频域索引对应的傅里叶变换复数数值，并将复数数值代入反正切算法，求取各个参考信号的相位。

2.根据权利要求1所述的超精密渡越时间测量方法，其特征在于，合成的参考信号为：

其中，exp(·)表示以自然常数e为底的指数函数；f_n表示第n个参考信号的中心频率，n＝1，2，…，N；j表示复数符号；A_n表示第n个参考信号上调制的随机数据；t表示时间。

3.根据权利要求2所述的超精密渡越时间测量方法，其特征在于，确定各个参考信号的中心频率对应的傅里叶变换后的频域索引的步骤具体包括：

首先，对各个参考信号中心频率，从k＝0开始，每次步进为1，分别往正无穷大和负无穷大搜索，直至找到第一个满足下式的整数k为止：

然后，采用下式计算各个参考信号中心频率在傅里叶变换后的频域索引fⁿ：

其中，K表示傅里叶变换的长度，表示取下整运算。

4.根据权利要求3所述的超精密渡越时间测量方法，其特征在于，将多个参考信号的相位转换为参考信号从发射端到接收端的渡越时间的步骤中，采用下式将各个参考信号的相位转换为参考信号从发射端到接收端的渡越时间：

其中，τ_n表示第n个参考信号从发射端到接收端的渡越时间；θ_n表示第n个参考信号的相位；f_n表示第n个参考信号的中心频率；i_n＝1，2…，是第n个参考信号的载波模糊数；表示取下整运算。

5.根据权利要求4所述的超精密渡越时间测量方法，其特征在于，将测量到的多个参考信号的渡越时间转换为唯一的高精度渡越时间的步骤中，遍历下式中所有可能的i₁，…，i_n…，i_N的组合；

找到满足下式的i_l，…，i_n，…，i_N的组合；

然后，将满足公式的i₁，…，i_n，…，i_N的组合带入到

上式中，计算得到τ₁，…，τ_n，…，τ_N；

最后，计算得到唯一的高精度渡越时间；

其中，Δr表示预设的最大时间测量误差，|·|表示求绝对值运算，表示取下整运算。