连线干涉测量宽带信号处理方法改进和验证

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1、连线干涉测量宽带信号处理方法改进和验证　　摘要：为了提高连线干涉测量中两测站接收同一信号的时延差估计精度，提出一种利用宽带数传信号进行处理的新思路。用FX型相关处理算法求两路宽带数传信号互功率谱得到的群时延，解载波相位延迟的整周相位模糊，通过载波的相位延迟求出更精确的时延。针对BPSK调制的宽带数传信号，对信号进行平方变换后分别估计两路信号的载波的频率和相位并求出载波相位延迟。蒙特卡洛仿真验证，该方法在一定信噪比条件下可以提高信号到达两测站时延差估计精度。关键词：连线干涉测量；载波提取；频率相位估计；相位延迟；解模糊中图分类号：TN911?34文献标识码：A文章

2、编号：1004?373X（2013）14?0140?03Improvementandvalidationofbroadbandsignalprocessingmethodinconnecting?lineinterferometryHUKai，HONGJia?cai，XUEJun?shi（TheAcademyofEquipment，Beijing101416，China）Abstract：Toimprovetheestimatedaccuracyof8time?delaydifferencewhentwomeasurementstationsinconnecti

3、ng?lineinterferometryreceivesasamesignal，anewprocessingideatoutilizebroadbandtransmissionsignalisproposed.FXcorrelationprocessingalgorithmisusedtoderivethegroupdelayrecievedbycrosspowerspectrumoftwochannelbroadbandtransmissionsignalstosolvethephaseperiodambiguityofcarrier’sphasedelay

4、，andthencalculatethemoreaccuratetime?delaybycarrierphasedelay.ForbroadbandtransmissionsignalmodulatedbyBPSK，twochannelsignals’carrierfrequencyandphaseareestimatedrespectivelyafterasquaretransformationofthesignal，thencarrierphasedelayisobtained.MonteCarlosimulationresultprovesvalidity

5、andeffectivenessofthemethod.Undertheconditionofcertainsignaltonoiseratio，themethodcanimprovetheestimationaccuracyoftimedelaydifferencewhichsignalreachestotwostations.Keywords：Connecting?lineInterferometry；carrierextraction；frequencyandphaseestimation；phasedelay；ambiguityresolution80引

6、言连线干涉测量技术是一种高精度的测角技术，两个测站同时接收同一信号源发出的信号，利用信号到2个测站的时延差完成目标的角度测量，在两个测站基线长度一定的条件下，提高时延的估计精度可以获得更高精度的角度测量[1]。宽带信号用于航天器与地面站之间的数据传输，利用两个测站接收的宽带数传信号可以进行干涉测量。对于宽带信号经过相关处理，可以得到不同测站的互功率谱，进而得到群时延等信息。目前主要有FX型和XF型两种相关处理方法，本文在FX型相关处理算法的基础上，提出了利用群时延解载波相位模糊，利用载波的相位延迟求得更精确的信号时延，经仿真验证了改进的有效性。1FX型相关处理算

7、法FX型相关处理对处理宽带连续信号非常实用，其一般处理流程是在一定时延预测模型基础上，在数据读取过程中进行整数比特延迟的补偿，然后做条纹反转和小数比特时延补偿，求取互功率谱，通过对功率谱相位拟合得到时延的估计值。信号处理流程如图1所示。2载波信号提取及频率相位估计8本文所研究的宽带数传信号采取BPSK调制，属于载波抑制信号，可以对信号进行某种非线性变换后，就可以直接从中提取载波分量。平方变换法就是其中一种方法，提取载波成分的原理框图如图2所示。图1FX相关算法流程图图2平方法提取载波原理框图设调制信号中无直流分量，在接收端已调信号为，该信号经过平方器后输出为，（

8、1）式（1）中第二项包含