[发明专利]一种在噪声下基于滑动DFT的正弦脉冲信号测距方法

说明书

本发明一种在噪声下基于滑动DFT的正弦脉冲信号测距方法，步骤为：将收集到的信号进行滤波预处理，得到正弦脉冲信号；对得到的正弦脉冲信号进行滑动DFT函数处理，选取滑动窗函数来分析信号，并执行(n‑N)次DFT运算，得到经过DFT运算后幅值的最大值，用最大值的横坐标除以fs得到近似的时间延迟t0；fs为信号的采样频率；通过到达信号在处的相位信息和信号周期τ来对近似时间延迟t0进行修正和补偿；求得最终的时间延迟，将时间延迟乘以声速的得到距离值。本发明方法避免使用高奈奎斯特频率和将接收信号与参考信号或发送信号进行互相关的需要，采用基于相位信息的方法替代原始方法，降低了系统的复杂性，简化了算法，在实践中可操作性强。

技术领域

本发明涉及一种脉冲测距技术，具体为一种噪声下基于滑动DFT的正弦脉冲信号测距方法。

背景技术

在测距领域有许多算法，包括脉冲测距法、相位测距法等等，其中脉冲测距法应用广泛，可以有效探测远距离目标的位置，比如地形测量、地质勘探、工程测绘等等。

在进行空间测距的过程中，往往发射信号到接收信号的高精度的时间间隔是测量距离最为重要的环节，其准确性受到各个方面的制约，比如信噪比、噪声带宽等等。然而通过提高采样率来提高准确度对于实际实现是不可取的，因为较低速率的采样适合于更精确且功耗更低的模数转换器(ADC)。另外保持低采样率可以减少硬件和其他数字处理单元上的负载。因此，高分辨率时延估计已经通过多种替代技术来实现，例如根多信号分类(MUSIC)以及通过旋转不变性的信号参数的总最小平方估计(TLS-ESPRIT)，这些技术在处理较为困难的问题时都增加了时间间隔分辨率，增加了系统实现的复杂性。而且，在这些高分辨率的技术中，抽样阶段通常没有直接处理。大多数方法都是在高采样率下依靠对接收信号的统一逐点分析实现的。