CN1012219B - 连续探测运动物体的距离跟踪方法 - Google Patents
连续探测运动物体的距离跟踪方法Info
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Abstract
本发明公开了一种连续探测运动物体的距离跟踪方法。它是采用一对序列仅用一个乘法器的相关运算的结果来作为控制压控时钟的误差函数，这对相关序列为回码A′与码B，码B和本地码A及其时钟序列关系为：当码A及其时钟序列的逻辑电平相同或相反时，码B分别为零或一，本发明的距离跟踪方法简单，不存在延时锁定回路法的增益不平衡与相位特性不同的问题，同时也比交替相关法信噪比更高。
Description
本发明主要涉及到利用发射的伪随机码信号（下简称伪码）的回波来连续探测运动物体的距离跟踪方法。
发射伪码的测距系统比发射脉冲信号的测距系统具有平均/峰值功率比大，测距与跟踪可连续进行，及精度极高的优点，因此发射伪码信号的导航和警戒系统，卫星跟踪网，测距雷达系统，超声探测等系统的距离跟踪装置可得到广泛应用。
连续测距系统在捕获运动目标后，由于目标距离在不断变化，必须使本地码与回码保持同相状态即距离跟踪。跟踪目前有两种不同的方案，一种是直接跟踪方案，又分为延迟锁定回路和交替相关锁定回路等方法，另一种是双回路跟踪方案。由于后者需要两个跟踪环，较多的乘法器，故前者尤其是延迟锁定法目前更广泛地用于各种需对伪码信号进行跟踪的系统。（参考文献《伪随机码原理与应用》人民邮电出版社，1978林可祥，汪一飞P229-P237）。
但是直接跟踪方案的延迟锁定回路法要用到两个相关器，需要两个乘法器，这样就出现增益不平衡和相干检波时相位特性不同的问题。而交替相关回路中前后码信通是时分共用的，所以又存在其信噪比性能变坏3db，即回路增益小一半的缺点（《伪随机码的原理与应用》P232）。
EP-0159380提出的距离测量装置同样存在用两对序列分别相乘的两个乘法器，即F|g|中的44与43分别和来自22的视频脉冲相乘，27包括两个乘法器，其两项输出在29内相减。所以也存在上述缺点。
本发明的目的是提出一种连续探测运动物体的距离跟踪方法是对直接跟踪方法的改进。
图1是误差函数电压R（τ）表示图。
图2是采用异或运算来简单实现码B产生器，图中压控时钟产生器1，本地码产生器2，异或门3。
图3是本发明的原理图，图中相关器4，环路滤波器5，复合码B产生器6。
本发明采用如图3所示的一个锁定环路，它包括只有一个乘法器的一个相关器4，环路滤波器5，及码B产生器6。当运动物体的回波信号被捕获后，距离跟踪系统接收到的回码A′和码B产生器产生的复合伪随机码序列码B构成一对相关序列，在相关器4中仅进行一项相关运算，经过环路滤波器5就可得出控制码B产生器6的误差函数R（τ）。R（τ）的数学表达式为：
其中tc为码元宽度，P为本地码A（最大线性反馈移位寄存器序列，又称m序列）的周期，亦是回码A′的周期。回码A′和本地码A属于位移不同的同一个m序列。
码B产生器6的构成如图2所示，它可用本地码A产生器2和压控时钟产生器1的输出经异或运算来简单实现，本地码A，压控时钟序列，及码B的关系为：当码A与压控时钟序列的逻辑电平相同或相
反时，码B分别为零或一。
压控时钟产生器1受经过环路滤波器5的R（τ）控制后产生的时钟序列不但同步码B产生器工作而且还同步本地码A产生器工作。
码B和码A亦可通过“查表”的办法，由压控时钟同步只读存贮器的输出来同时获得。
当回码A′与本地码A相位相差｜τ｜≤ 1/2 tc时，跟踪环路进入稳定调节状态：如码A′与本地码A同相时，回码A′和码B这对序列在相关器4中相关运算结果经环路滤波器5输出，其误差函数电压R（τ）为零，故加到码B产生器6的压控时钟产生器1的压控电压也为零，这时压控时钟频率不改变。当回码A′和本地码A不同相时，回码A′和码B这对序列相关后产生的误差电压R（τ）增大或减少，经环路滤波器输出，使压控时钟频率改变，从而控制本地码A和回波码A′相位对齐，这样码B与回码A′的相关结果R（τ）重新又返回到零。
如果｜τ｜≥ 1/2 tc，则测距系统进入捕获过程，直到｜τ｜≤ 1/2 tc为止，此时系统进入跟踪过程图3的锁定环路重新又开始如上所述的工作。
本发明优点是：由于本发明创造了由回码A′与码B组成的一对相于序列，故它们在锁定环路仅进行一项乘法的相关运算就可以获得压控时钟的误差函数。所以本发明的实现方法比过去的直接跟踪法和双回路跟踪法都要简单。另外本发明从根本上克服了直接跟踪法的固有缺点，所以它不存在延迟锁定回路法用到两个相关器而造成的增益不平衡与相位特性不同的问题，同时也比交替相关法信噪比要高。
Claims (3)
1、一种连续探测运动物体的距离跟踪方法，其特征在于采用这样一对序列并仅用一个乘法器的相关运算的结果来作为控制压控时钟的误差函数，这对相关序列为回码A′与码B，回码A′为最大线性反馈寄存器序列，又称m序列，码B为码B产生器输出的复合伪随机码序列，它和本地码A(和A′码位移不同的同一个m序列)及其时钟序列关系为：当码A及其时钟序列的逻辑电平相同或相反时，码B分别为零或一。
2、根据权利要求1所述的一种连续探测运动物体的距离跟踪方法，其特征在于所说的码B产生器是用本地码A和压控时钟序列的异或逻辑运算来简单实现，或（通过“查表”的方法）由压控时钟控制只读存贮器输出来同时获取码B与码A。
3、根据权利要求1所述的一种连续探测运动物体的距离跟踪方法，其特征在于所说的相关运算是包括只有一个乘法器或进行一项乘法运算的相关器〔4〕。
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