本發(fā)明屬于運動平臺干涉儀測向，具體涉及一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法。

背景技術(shù)：

1、均勻圓陣干涉儀測向?qū)崟r性強、能覆蓋寬頻帶信號，在運動平臺得到廣泛應(yīng)用。干涉儀測向首先要獲取相位差測量值，為了減輕噪聲對測量誤差的影響，工程中通常采取多次瞬時測量求平均的方式，但是，相位差測量值在主值區(qū)間邊界比較容易出現(xiàn)±π跳變，導(dǎo)致多次測量求平均后誤差反而增大、甚至解模糊失敗，所以在解模糊測向之前，必須對多次測量的相位差跳變進行修正。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，首先利用判決門限檢測出發(fā)生跳變的測量值序列，接著對所有小于0的相位差加上2π再求平均，最后將該平均值變換到相位主值區(qū)間即完成相位差跳變修正。但在工程實踐中上述方法存在以下問題：1)發(fā)生跳變的判決門限選擇得較為隨意，沒有給出選擇依據(jù)；2)只考慮了相位差測量值序列內(nèi)一部分發(fā)生跳變、另一部分未發(fā)生跳變的情況，而運動平臺實時性要求高參與平均的測量次數(shù)較少，還存在全部發(fā)生跳變的情況需要判決和處理；3)為了兼容跳變修正操作可能多出的一個2π周期模糊，對所有情況都統(tǒng)一把模糊數(shù)絕對值的最大整數(shù)k放寬為k+1，例如若未發(fā)生跳變時模糊數(shù)范圍為[-2,2]，放寬為[-3,3]后，所有情況的解模糊遍歷嘗試次數(shù)均由52增加為72，而相位差跳變只在特別的條件下發(fā)生，使系統(tǒng)運算量有較大冗余，導(dǎo)致硬件資源的無謂浪費。

3、因此，現(xiàn)階段需設(shè)計一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，來解決以上問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法、系統(tǒng)及存儲介質(zhì)，用于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法，包括以下步驟：

4、s1：根據(jù)圓陣陣型參數(shù)和接收信號頻率，計算未發(fā)生跳變的條件下相位差模糊數(shù)絕對值的最大整數(shù)k；

5、s2：將多次測量的相位差序列內(nèi)有部分測量值發(fā)生±π跳變的判決門限確定為th1＝π；

6、s3：根據(jù)相位差測量精度σφ和測量次數(shù)n，將多次測量的相位差序列內(nèi)全部測量值均發(fā)生跳變的判決門限確定為

7、s4：根據(jù)判決門限th1和th2，針對不同情況進行相位差跳變修正和模糊數(shù)絕對值的最大整數(shù)k的調(diào)整；

8、s5：對干涉儀解模糊測向用到的所有基線的多次測量相位差序列進行步驟s4的操作，得到所有基線各自完成跳變修正的平均相位差φout和各自調(diào)整后的k，取這些k的最大值作為相位差模糊數(shù)絕對值的最大整數(shù)，將所有基線的平均相位差φout和最大k值送入干涉儀解模糊測向流程，即完成相位差跳變修正。

9、進一步的，步驟s2中，判決門限確定依據(jù)為：

10、假設(shè)相位差真實值為φ、相位差測量精度為σφ、且誤差服從正態(tài)分布，則相位差測量值位于[φ-4σφ，φ+4σφ]區(qū)間內(nèi)的概率為99.9937％，從統(tǒng)計意義上，多次測量的相位差序列內(nèi)最大值與最小值之間的差值有以下三種可能：

11、1)若相位差測量值序列全部未發(fā)生跳變或全部發(fā)生跳變，則差值最大為8σφ；

12、2)若部分測量值發(fā)生由-π附近向π附近的跳變，極端情況下φ-4σφ跳變到φ-4σφ+2π，則差值最小為2π-8σφ；

13、3)若部分測量值發(fā)生由π附近向-π附近的跳變，極端情況下φ+4σφ跳變到φ+4σφ-2π，則差值最小為2π-8σφ；

14、為區(qū)分上述第一種可能和后兩種可能，選擇相位差序列內(nèi)最大值與最小值之間的差值作為判決量，在σφ<π/8的前提條件下，選擇8σφ和2π-8σφ的平均值π作為判決門限，使區(qū)分效果達到最優(yōu)。

15、進一步的，步驟s3中，4倍的原理與步驟s2一致，除以是因為n次求平均的精度提升，若多次測量的平均值位于[-π，-π+th2]區(qū)間或[π-th2，π]區(qū)間，則認為全部測量值發(fā)生跳變。

16、進一步的，步驟s4具體如下：

17、1)對多次測量的相位差序列搜索最大值和最小值，計算其差值；

18、2)若差值大于th1，進行如下處理：

19、a)將序列中所有小于0的相位差加上2π，再求序列平均值

20、b)將變換為使其位于相位主值區(qū)間(-π，π]內(nèi)，其中mod(·)為對2π取余數(shù)；

21、c)將模糊數(shù)絕對值的最大整數(shù)增加1，即k＝k+1；

22、3)若差值小于等于th1，進行如下處理：

23、a)求序列平均值

24、b)若φout位于[-π，-π+th2]區(qū)間或[π-th2，π]區(qū)間，將模糊數(shù)絕對值的最大整數(shù)增加1，即k＝k+1，否則k值不變。

25、一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正系統(tǒng)，采用如上述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法進行均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正。

26、一種存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被運行時執(zhí)行如上述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法。

27、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果為：

28、1、本發(fā)明方法論證嚴謹，明確了相位差序列內(nèi)有部分測量值發(fā)生±π跳變的判決門限，并給出了理論依據(jù)。

29、2、本發(fā)明方法設(shè)計完備，兼顧了運動平臺應(yīng)用中可能存在的相位差序列全部發(fā)生跳變的情況。

30、3、本發(fā)明方法運算高效，合理判決出需要放寬模糊數(shù)搜索范圍的情況，避免了硬件資源的浪費。

技術(shù)特征：

1.一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法，其特征在于，步驟s2中，判決門限確定依據(jù)為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法，其特征在于，步驟s3中，4倍的原理與步驟s2一致，除以是因為n次求平均的精度提升，若多次測量的平均值位于[-π，-π+th2]區(qū)間或[π-th2，π]區(qū)間，則認為全部測量值發(fā)生跳變。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法，其特征在于，步驟s4具體如下：

5.一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正系統(tǒng)，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法進行均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正。

6.一種存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序被運行時執(zhí)行如權(quán)利要求1-4任一項所述的一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種穩(wěn)健的均勻圓陣干涉儀相位差跳變修正方法，屬于運動平臺干涉儀測向技術(shù)領(lǐng)域，針對現(xiàn)有技術(shù)在工程應(yīng)用中門限設(shè)置不靈活、考慮不夠全面、運算冗余較大的問題，本方法論證了相位差序列內(nèi)有部分測量值發(fā)生跳變和全部測量值發(fā)生跳變的判決門限，再根據(jù)門限針對不同情況分別進行跳變修正和模糊數(shù)范圍的調(diào)整，最后送入干涉儀解模糊測向流程。本發(fā)明方法論證嚴謹，明確了相位差序列內(nèi)有部分測量值發(fā)生±π跳變的判決門限，并給出了理論依據(jù)。本發(fā)明方法設(shè)計完備，兼顧了運動平臺應(yīng)用中可能存在的相位差序列全部發(fā)生跳變的情況。本發(fā)明方法運算高效，合理判決出需要放寬模糊數(shù)搜索范圍的情況，避免了硬件資源的浪費。

技術(shù)研發(fā)人員：朱珍珍,張國棟,盛桂軍,王翠君,朱宏,周偉英,賈天
受保護的技術(shù)使用者：山東濟鋼空天產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30