一種基于相關性求時差的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于信號處理領域，特別設及一種基于相關性求時差的方法。
【背景技術】
[000。 巧朕函數(shù)是一種計算兩信號相關性的常用施，胤算式子為％，賊-宏《斯Η沒秦去誠 其中Si和S2為兩信號的采樣序列，m和η均為整數(shù)?；ハ嚓P函數(shù)常被用來分析兩信號的時差， 如:文獻《基于信號互相關的無源時差定位技術仿真分析》(《電子信息對抗技術》2010年第2 期，Ρ49-54)在多站無源定位中，利用互相關函數(shù)提取各站之間的信號時差;文獻《互相關時 差分析技術及其應用一一W勝利油田Ξ維地震資料連片處理為例》(《石油物探》2010年第1 期，Ρ23-29)在Ξ維地震資料連片處理中，利用互相關函數(shù)定量描述兩個地震信號的時間延 遲;文獻《基于時間互相關的超聲測距信號獲取方法》(《儀表技術與傳感器》2014年第6期， Ρ126,127,130)在超聲測距中，利用互相關函數(shù)得到超聲發(fā)射與接收信號間的時差;文獻 《數(shù)字式時差法超聲流量計的設計與實現(xiàn)》(《自動化儀表》2014年第9期，Ρ80-83)在超聲流 量計的設計與實現(xiàn)中，利用互相關函數(shù)計算順逆流傳播時間差。
[0003] 基于互相關函數(shù)得到的兩信號時差的準確度與信號采樣率有關，采樣率越高，所 得時差的準確度就越高。然而過高的采樣率會增加系統(tǒng)的開銷。

【發(fā)明內容】

[0004] 為了提高兩信號時差計算的準確度，與目前采用增加采樣率的方法不同，本發(fā)明 內容是使運兩信號的采樣周期不相等且均能被它們之間的差值整除，并采用新的式子計算 運兩信號的相關性和時差。
[0005] 本發(fā)明的技術方案為： 步驟1:使兩信號的采樣周期分別為Τι和Τ2，Τι不等于Τ2,且Τι與Τ2之間差值的絕對值ΔΤ 能夠整除Τι和Τ2。對運兩信號進行采樣，分別得到采樣序列Si和S2。
[0006] 步驟2:通過下式計算采樣序列Si和S2的相關性：
其中，m和η均為整數(shù)。
[0007] 步驟3:Μ為得到的所有相關性值中的最大相關峰所對應的m值，通過下式計算運兩 信號時差：
該時差值的正和負分別表示采樣序列Si早于和晚于S2。
[000引本發(fā)明具有如下技術效果或優(yōu)點：在基于相關性求時差的方法中，本發(fā)明可W降 低因采樣間隔而帶來的誤差，在理論上，最大地可使該項誤差由Τι/2(或T2/2)降到為ΔΤ/2。
【具體實施方式】
[0009] 下面結合具體實施例來描述本發(fā)明。
[0010] 設兩信號中的信號一為sin(10巧3T*t)，信號二為sin(10巧JT*(t+0.05))，即兩信號 的頻率均為10赫茲，信號一的初始時刻為0秒，信號二的初始時刻為0.05秒，信號一與信號 二的時間差為-0.05秒。采用本發(fā)明計算運兩信號時差的過程如下： 步驟1:對運兩信號分別設置1/30秒和1/25秒運兩個不同的采樣周期，其中運兩個采樣 周期均能被它們差值的絕對值1/150(即1/25-1/30)秒整除。對運兩信號采樣，采樣時長均 為1秒，得到信號一的采樣序列Si如下表所示（由于數(shù)據(jù)量較大，省略號處數(shù)據(jù)未顯示）：
步驟2:依據(jù)本說明書的"
【發(fā)明內容】
"中的"步驟2"的式子進行計算，其中Si和S2分別為 運兩信號的采樣序列，Τι=1/30秒，T2=1/25秒，ΔΤ=1/150秒，m和η為整數(shù)。計算結果就是運兩 信號的相關性值，如下表所示（由于數(shù)據(jù)量較大，省略號處數(shù)據(jù)已未顯示）：
步驟3:得到在所有相關性值中的最大相關峰所對應的m值為-8，計算兩信號時差為-8* (T2-TO = -8*( 1/25-1/30) =-0.0533 秒。
[0011] 該值與兩信號真實時間差-0.05秒對比，誤差為0.0033秒，該誤差優(yōu)于采用傳統(tǒng)互 相關函數(shù)求兩信號時差時的誤差（當對運兩信號用1/30秒的周期進行采樣時，采用傳統(tǒng)互 相關函數(shù)所求得的兩信號時差的誤差為0.0167秒）。
【主權項】
1. 一種基于相關性求時差的方法，包括如下步驟： 步驟1:對兩?目號米樣； 步驟2:計算兩信號采樣序列的相關性； 步驟3:根據(jù)相關性計算兩信號時差； 其特征在于，在步驟1中，兩信號的采樣周期不相等，而且這兩信號的采樣周期均能被 這兩信號的采樣周期的差值整除。2. 如權利要求1所述的一種基于相關性求時差的方法，其特征是，所述步驟2采用式子^算兩信號的相關性，其中SjPS2分別表 示兩信號的采樣序列，TjPT2*別表示兩信號的采樣周期，八1'為1'1與1'2的差值的絕對值，m 和η均為整數(shù)。3. 如權利要求2所述的一種基于相關性求時差的方法，其特征是，所述步驟3采用式子 獻》燃，I;)計算兩信號時差，其中Μ為最大相關峰對應的m值。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于相關性求時差的方法。傳統(tǒng)的基于相關性求時差的方法是采用互相關函數(shù)計算兩信號的相關性，得到的時差的準確度與信號采樣率有關，采樣率越高，所得時差的準確度就越高，然而過高的采樣率會增加系統(tǒng)的開銷。針對該問題，本發(fā)明使兩信號的采樣周期不相等且均能被它們之間的差值整除，并采用新的式子計算兩信號的相關性和時差。采用本發(fā)明的方法，可以在不增加采樣率的條件下提高所求時差的準確度。
【IPC分類】G06F17/50
【公開號】CN105631149
【申請?zhí)枴緾N201610001516
【發(fā)明人】胡建
【申請人】西南民族大學
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月5日