載波與接收機頻差對時延差估算的影響及消除

張旭海，黃長江，華宇

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載波與接收機頻差對時延差估算的影響及消除

張旭海1,2,3，黃長江1,2，華宇1,2

（1. 中國科學院 國家授時中心，西安 710600；2. 中國科學院 精密導航定位與定時技術重點實驗室，西安 710600；3. 中國科學院大學，北京 100049）

TDOA（到達時間差）算法通過測量信號到達若干組接收站的時間差，來確定信號源與接收站間的距離，從而確定信號源的位置。時延差估計是TDOA算法中重要的環節，信號的載波頻率與接收設備的頻率偏差都會對時延差估計精度造成影響。提出一種提高時延差估計精度的方法，并進行了仿真。仿真結果表明該方法消除了載波與頻率偏差造成的影響，提高了時延差估計精度。

TDOA；互相關運算；載波；頻偏

0 引言

在TDOA（到達時間差）測距算法中，時延差是進行測距的一個重要參數，估算時延差的一種主流方法是通過對接收信號進行互相關運算并根據相關峰值的位置估計時延差[1-2]。然而在實際應用中，由于接收設備的硬件設計誤差，環境影響，或者是信號基帶中心頻率未知，導致載波信號解調后存在頻偏與信號載波頻率去除不完全等現象，這會嚴重改變相關峰的位置與波形進而影響估計精度[3]。本文就互相關運算中信號載波與頻率偏差對相關結果造成影響的原因，做了研究與討論，并提出了一種在無法徹底消除接收機頻偏（下文中簡稱為頻偏）與載波的情況下提高時延差估計精度的方法，該方法通過對接收信號進行數字二次變頻，采用正交三角函數作為變頻因子，之后對變頻后的信號做平方和的方式，消除了載波與頻偏對時延差估計造成的影響?！?br>