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专利号: 2016111696294
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于时频分析和瞬时频率曲线拟合的PPS信号参数估计方法,其步骤在于,首先对接收到的PPS信号以采样频率为fs进行采样,并将采样后的信号进行平滑伪Wigner-Ville时频变换处理,得到无交叉项干扰的信号时频分布(SPWVD),将得到的时频分布通过提取极值的方法获取信号瞬时频率,最后利用最小二乘法进行瞬时频率曲线拟合得到多项式系数,进而实现PPS的参数估计。

2.根据权利要求1所述的估计方法,其特征在于,建立PPS信号的观测模型为x(t)=s(t)+n(t)。式中,n(t)为零均值、方差为σ2的高斯白噪声,s(t)为PPS信号,其数学表示为其中A为信号幅度, 为信号的相位,p为信号的阶数,a0,a1,a2,…,ap为信号的相位系数。由PPS信号的数学表示式可知,其相位函数为 则该信号的瞬时频率可以表示为

3.根据权利要求1所述的估计方法,其特征在于,信号的Wigner-Ville变换为Wigner-Ville分布对于非平稳信号具有良好的时频聚集性,但PPS信号存在高阶相位的交叉项干扰,平滑伪Wigner-Ville变换是Wigner-Ville变换的平滑加窗处理,即

其中,f表示信号的瞬时频率,脉冲函数为g(t)=δ(t),h(t)为平滑窗函数。通过对信号进行平滑伪Wigner-Ville变换处理,在很大程度上解决了时频交叉项的干扰问题。

4.根据权利要求1-3所述的估计方法,同时结合最小二乘法对信号的瞬时频率曲线进行多项式拟合,可以估计出PPS信号的相位参数。对经过平滑伪Wigner-Ville变换后的时频分布提取其极大值,获得信号的瞬时频率,即IF(n)=maxSPWx(n,f)

利用最小二乘法对粗估计的瞬时频率进行多项式拟合逼近,当误差满足判定条件后拟合的多项式系数即为PPS信号的相位参数估计值。

设信号采集的m个数据为(xi,yi),i=0,1,2,…,m且x0<x1<…<xm,最小二乘曲线拟合的基本思想是求一个多项式 满足

求得多项式系数 进而可求得PPS参数估计值

由于接收到的PPS信号没有先验知识,所以拟合精度可以通过多项式阶数的判定,当实际拟合计算判据ξf小于阈值δ时,可以得到多项式系数,从而估计出信号的相位参数;当实际拟合计算判据ξf大于阈值δ时,相位阶数自增加1,即P=P+1,重复进行新的曲线拟合过程,直至满足给定的拟合判定条件。可以将连续两次瞬时频率间的差异作为计算判据,定义为

其中,IFi(n)为第i次拟合的瞬时频率,δ为预先设定的阈值。