[发明专利]用于直接序列扩频测距系统信号时延估计方法与实现

权利要求书

1.一种用于直接序列扩频测距信号空间传播时延的精确估计方法，适用于直接扩频测距系统实现测量体与被测体之间的径向距离测量。本发明所述算法的基本的特征在于：首先，本地伪码发生器并行输出多路具有固定相位差的伪码信号，由相关器对其与待测体返回的直接序列扩频测距信号同时、分别相关运算；其次，由相关值与伪码的相对相移量组合构成相关函数曲线上的点，采用“最小二乘”算法拟合一条通过这些点的二次曲线。最后，根据伪码相关函数具有单峰值的特点，求出拟合所得曲线的峰值位置，根据峰值位置与原点的差，完成信号时延精确部分的估计。

2.一种用于权利1所述算法的实现方案。其基本的特征在于：本地伪码发生器输出五路伪码，其相对移位分别为：0相位、超前3/4伪码片相位、超前1/4伪码片相位、滞后3/4、滞后1/4伪码片相位分别给五个数字相关器；五个数字相关器同时对本地的五个伪码与接收信号进行相关运算(相关时间长为整数了伪码周期长)，并将运算结果提供给延时估计器；延时估计器根据五个相关结果采用“最小二乘算法”拟合一条过这五点的二次函数，根据其导函数为零，估计二次函数的极值位置；根据极值位置与原点的关系，估计出信号空间传播时延的精确部分，实现距离的精测。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所使用的算法包括如下步骤：

3a.本地伪码产生器输出五路具有相对固定相位差的伪码信号；本地伪码与接收到的直扩测距信号互相关，并将相关结果存到地址为y1-y5存储器单元。相关的时间长为一个伪码周期或数个伪码周期。

3b.根据“最小二乘”曲线拟合算法，由y1-y5中的五个相关函数值与对应的本地伪码相对相移作为互相关函数曲线上的五个点。

3c.根据“最小二乘”曲线拟合算法，拟合过步骤3b所述的五点的一条二次曲线方程P(x)，并搜索其峰值位置，确定信号时延的精确值。

4.根据权利要求1所述，其特征在于：基于“最小二乘”曲线拟合算法，直扩测距信号空间传播时延精确估计包括一下步骤：

4a.按照步骤3a所述，五路本地伪码发生器产生的伪码的相对相位分别为：-3/4chip(滞后)、-1/4chip(滞后)、0(当前)、+1/4chip(超前)和+3/4chip(超前)。

假设测距伪码(PN)周期为N，每chip有L采样，则一个周期的样点总数为M(M＝L·N)个。每路本地伪码与直接扩频测距接收信号的相关运算按式(1)，

yi=1MΣk=0M-1r(k)·PN(k+k1),i=1,2,···,5---(1)]]>进行。

4b.按照步骤3b所述，相关函数曲线上的五个坐标点按如下方式确定：(-3/4，y₁)、(-1/4，y₂)、(0，y₃)、(1/4，y₄)和(3/4，y₅)。

4c.按照步骤3c所述的的曲线方程按设为：p(x)＝a₀x⁰+a₁x¹+a₂x²，则其中的待定系数(a₀，a₁，a₂)，根据最小二乘算法按式(2)，

Σi=15xi0Σi=15xi1Σi=15xi2Σi=15xi1Σi=15xi2Σi=15xi3Σi=15xi2Σi=15xi3Σi=15xi4a0a1a2=Σi=15y1xi0Σi=15y1xi1Σi=15y1xi2---(2)]]>

进行。测距信号的空间传播时间的精确部分按式(3)，

τ=-a12a2---(3)]]>进行估计。

5.根据权利要求2所述算法的实现方法，其特征在于：伪码时钟产生器(10)接本地伪码发生器(9)，本地伪码发生器(9)输出五路信号给伪码相关器(5)，伪码相关器(5)输出结果给存储器(6)，曲线拟合器(7)取存储器(6)中对应单元的数据y₁-y₅，曲线拟合器(7)输出接延时估计器(8)。