本發(fā)明涉及水下時延測量，具體為一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法。

背景技術(shù)：

1、水下時延測量技術(shù)是海洋工程和水下通信領(lǐng)域中的重要研究方向之一。隨著海洋資源的開發(fā)利用和水下通信技術(shù)的發(fā)展，對于在水下環(huán)境中進(jìn)行遠(yuǎn)距離低信噪比下的時延測量變得越來越重要。這項(xiàng)技術(shù)不僅對于海洋資源勘探、海洋環(huán)境監(jiān)測和水下通信具有重要意義，還對于軍事、科研和工業(yè)領(lǐng)域等有著廣泛的應(yīng)用前景。隨著人們對自然界的探索不斷深入，時延測量的距離會越來越遠(yuǎn)，信噪比會越來越低。

2、遠(yuǎn)距離微弱信號的時延測量難度較高，尤其是在背景噪聲較高時。水下傳播介質(zhì)的特性使得信號傳輸受到較大的衰減、散射和多路徑效應(yīng)的影響，導(dǎo)致信號的時延測量變得更加困難。在這種情況下，信號和噪聲相互混疊，傳統(tǒng)的時延測量方法難以計(jì)算得到準(zhǔn)確的時延，無法滿足時延測量的準(zhǔn)確度需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，包括以下步驟：

3、步驟(1)，發(fā)送bpsk編碼信號，在接受端進(jìn)行采集；

4、步驟(2)，在接受端測量原始編碼信號，并接收長時間傳輸?shù)木幋a信號；

5、步驟(3)，根據(jù)權(quán)重因子與低信噪比相關(guān)峰值和相關(guān)峰附近的峰值數(shù)量確定三個因素定義，計(jì)算編碼信號和接收信號之間的相關(guān)性；

6、步驟(4)，對步驟(3)得到的三個因素，計(jì)算低信噪比相關(guān)峰值的新規(guī)則。

7、優(yōu)選的，所述步驟(1)中bpsk信號通過改變載波相位進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，二進(jìn)制“0”由載波信號的一個相位表示，而二進(jìn)制“1”由180度的相移表示。

8、優(yōu)選的，所述步驟(2)中編碼信號和接收信號通過帶通濾波進(jìn)行增強(qiáng)。

9、優(yōu)選的，所述步驟(3)根據(jù)權(quán)重因子ζ1，確定低信噪比相關(guān)峰值的第一個因素定義。

10、優(yōu)選的，所述步驟(3)計(jì)算分布在相關(guān)峰附近的峰值數(shù)量根據(jù)權(quán)重因子ζ2，確定低信噪比相關(guān)峰值的第二個因素定義。

11、優(yōu)選的，所述步驟(3)根據(jù)權(quán)重因子ζ3，確定低信噪比相關(guān)峰值的第三個因素定義。

12、優(yōu)選的，所述步驟(3)中最優(yōu)時間窗通過測量相關(guān)峰高度與旁瓣高度的比值來確定最佳時間窗。

13、優(yōu)選的，所述步驟(4)中三個權(quán)重因子的最優(yōu)值采用非線性最小二乘求解。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：該水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，綜合利用了bpsk編碼、帶通濾波和優(yōu)化相關(guān)峰計(jì)算方法，在降低背景噪聲干擾的同時，有效提高了微弱信號時延測量的準(zhǔn)確度。通過采用非線性最小二乘求解優(yōu)化權(quán)重因子的方法，進(jìn)一步提升了算法的性能和穩(wěn)定性，使得時延測量結(jié)果更加可靠和精確。

技術(shù)特征：

1.一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(1)中bpsk信號通過改變載波相位進(jìn)行數(shù)字調(diào)制，二進(jìn)制“0”由載波信號的一個相位表示，而二進(jìn)制“1”由180度的相移表示。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(2)中編碼信號和接收信號通過帶通濾波進(jìn)行增強(qiáng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(3)根據(jù)權(quán)重因子ζ1，確定低信噪比相關(guān)峰值的第一個因素定義。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(3)計(jì)算分布在相關(guān)峰附近的峰值數(shù)量根據(jù)權(quán)重因子ζ2，確定低信噪比相關(guān)峰值的第二個因素定義。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(3)根據(jù)權(quán)重因子ζ3，確定低信噪比相關(guān)峰值的第三個因素定義。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(3)中最優(yōu)時間窗通過測量相關(guān)峰高度與旁瓣高度的比值來確定最佳時間窗。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法，其特征在于：所述步驟(4)中三個權(quán)重因子的最優(yōu)值采用非線性最小二乘求解。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種水下遠(yuǎn)距離低信噪比時延測量方法。本發(fā)明，包括以下步驟：步驟（1），發(fā)送BPSK編碼信號，在接受端進(jìn)行采集；步驟（2），在接受端測量原始編碼信號，并接收長時間傳輸?shù)木幋a信號；步驟（3），根據(jù)權(quán)重因子與低信噪比相關(guān)峰值和相關(guān)峰附近的峰值數(shù)量確定三個因素定義，計(jì)算編碼信號和接收信號之間的相關(guān)性；步驟（4），對步驟（3）得到的三個因素，計(jì)算低信噪比相關(guān)峰值的新規(guī)則。本發(fā)明，綜合利用了BPSK編碼、帶通濾波和優(yōu)化相關(guān)峰計(jì)算方法，在降低背景噪聲干擾的同時，有效提高了微弱信號時延測量的準(zhǔn)確度。通過采用非線性最小二乘求解優(yōu)化權(quán)重因子的方法，進(jìn)一步提升了算法的性能和穩(wěn)定性，使得時延測量結(jié)果更加可靠和精確。

技術(shù)研發(fā)人員：曹嘉彬,王宇哲,王文睿,葉凌云
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浣江實(shí)驗(yàn)室
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9