[发明专利]一种非应答式水下测量声信号传播时延的方法

摘要

本发明提供了一种非应答式水下测量声信号传播时延的方法，该方法所生成的发射信号由“复合双曲调频”信号、扩频调制的“同步时钟时间戳信息”报文编码信号组成，充分利用了宽带双曲调频信号抗多普效应、时间分辨率高、以及扩频调制抗噪声性能好的优点，能够有效对抗水声信道多普勒效应以及噪声的影响，适应各种复杂的水声信道条件，实现可靠的声信号传播时延估计，而发射信号将双曲调频和扩频技术相结合，采用优化的处理方法后可以获得比现有测量技术更好的性能和测量精度。

主权项

一种非应答式水下测量声信号传播时延的方法，其特征在于，包括：步骤1)利用信号发射端获取本地当前时刻“同步时钟时间戳信息”T_tx0；步骤2)对步骤1)中获得的T_tx0增加一固定时间t_d，得到发射信号时刻“同步时钟时间戳信息”T_tx；步骤3)对步骤2)中获得的T_tx进行扩频数据调制，并生成设定数据格式的发射信号，所述的发射信号包括：“复合双曲调频”信号和扩频调制的含有T_tx的报文编码信号，所述的“复合双曲调频”信号由两个不同参数的双曲调频信号线性叠加而成；步骤4)利用信号发射端的本地同步时钟脉冲信号达到T_tx时刻的跳变沿后，触发发射信号发射；步骤5)估计发射信号到达信号接收端的时刻τ，并判断如果在时刻τ时确有发射信号到达后，则执行步骤6)；步骤6)对接收到的发射信号中报文编码信号进行扩频数据解调，获得发射信号时刻“同步时钟时间戳信息”T_tx，并根据发射信号的长度计算发射信号时间长度T_signal后，执行步骤7)；步骤7)利用信号接收端获取本地当前时刻“同步时钟时间戳信息”T_rx、本地计时器读数T′_rx，以及当前时刻至时刻τ之间缓存的数据长度Len，并根据采样率f_s计算该数据长度Len对应的时间T_buffer:$T_{buffer}=\frac{Len}{f_s}$根据下式计算得到最终的传播时延值Δt：Δt＝T_rx+T′_rx‑(T_signal+T_buffer)‑T_tx。