CN110554364B - 一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统及方法,属于信号处理技术领域。本发明对雷达信号PDW中的TOA测量结果准确度进行评估,在统一时间基准上,对TOA测量精度进行绝对评估。通过至少两组激励,解决雷达处理机TOA信息和同步脉冲时间信息间的模糊问题,通过仅记录固定周期内最后一个同步脉冲的时间信息降低系统复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统及方法,属于信号处理技术领域。
背景技术
雷达信号的脉冲到达时间(Time of Arrival,TOA)是雷达信号脉冲描述字(PulseDescription Word,PDW)中的关键参数。已有大量文献对TOA的估计方法进行研究。
电子科技大学的蒋红娜在论文“一种雷达脉冲检波及参数测试模块的设计”中指出,传统上,TOA的测量使用固定门限法,作者使用自适应门限法减小测量误差。具体的,使用-6dB门限附近的两点拟合前、后沿来进行计算。
专利“一种基于匹配自相关算法的雷达信号TOA估计方法”中,作者在确定雷达信号的自相关函数和双检测门限后粗略获得出雷达信号起、止时间,完成雷达信号模型估计。据此得到信号的匹配滤波响应,并使用匹配滤波法获得TOA估计。
反观对于TOA测量精度的研究却鲜有文献涉及。南京理工大学的周仟在论文“基于FPGA的雷达信号中频数字侦收与高精度参数测量技术研究”中指出因为TOA只是一个相对意义上的数值,对它们的精确测量最终目的是为了得到高精度的脉冲宽度(Pulse Width,PW),就TOA的测量值本身而言没有重要意义。
对于单雷达信号接收机和单基地雷达而言,TOA的绝对测量精度并不重要,工程上使用连续的两脉冲TOA差值和标称脉冲重复间隔(Pulse Repetition Interval,PRI)值粗略推断出TOA测量精度。然而,对于多接收机的同步工作,例如多基地雷达协同定位中,TOA的绝对测量精度尤为重要。
发明内容
本发明解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供了一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统及方法,对雷达信号PDW中的TOA测量结果准确度进行评估,在统一时间基准上,对TOA测量精度进行绝对评估。通过多组激励,解决雷达处理机TOA信息和同步脉冲时间信息间的模糊问题,通过仅记录固定周期内最后一个同步脉冲的时间信息降低系统复杂度。
本发明的技术解决方案是:一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,包括
含有授时系统的雷达信号处理机,用于识别接收的脉冲雷达信号,获取依据雷达信号处理机自身时间确定的TOA信息;所述雷达信号处理机自身时间由授时系统获取,所述授时系统依据授时设备时间进行授时;
脉冲信号源,用于产生脉冲雷达信号及对应的同步脉冲信号,将脉冲雷达信号发送至雷达信号处理机,将同步脉冲信号发送至授时设备;
授时设备,用于对雷达信号处理机进行授时,并对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
分析设备,用于接收同步脉冲时间信息和TOA信息,对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,然后对去模糊后的信息进行对比分析,输出对比分析结果,完成测试。
进一步地,所述对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,具体为:
获取两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息;
从同步脉冲时间信息A和同步脉冲时间信息B中各选取一个同步脉冲时间信息,分别作为第一MC信息和第二MC信息;
在TOA信息A和TOA信息B中分别选取分别与第一MC信息和第二MC信息最接近的n个TOA信息,分别作为TOA_A_1,…TOA_A_n,TOA_B_1,…TOA_B_n;n为不小于2的整数;
将第一MC信息分别与TOA_A_1,…TOA_A_n比较,得到时间差SJC_A_1,…SJC_A_n,将第二MC信息分别与TOA_B_1,…TOA_B_n比较,得到时间差SJC_B_1,…SJC_B_n;
将SJC_A_1,…SJC_A_n分别与SJC_B_1,…SJC_B_n进行作差比较,选取差值最小的SJC_A_i和SJC_B_j,将第一MC信息和SJC_A_i对应的TOA_A_i以及第二MC信息和SJC_B_j对应的TOA_B_j作为对应的时间信息,将两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息分别参照第一MC信息和TOA_A_i以及第二MC信息和TOA_B_j,依次进行一一对应,完成去模糊。
进一步地,所述两个不同脉冲雷达信号的PRI值满足:第一PRI值和第二PRI值的最小公倍数不小于预设值。
进一步地,所述授时设备包括GNSS信号处理模块、本地时间维护模块、脉冲时间记录模块、授时模块和频率源模块;
所述GNSS信号处理模块对GNSS天线接收到的GNSS信号进行处理,提取UTC时间信息,并生成秒脉冲信号;
所述本地时间维护模块接收GNSS信号处理模块的UTC时间信息,并据此对原始本地时间进行更新;
所述脉冲时间记录模块接收脉冲信号源发送的同步脉冲信号,并依据同步脉冲信号的跳变沿对同步脉冲信号进行时间标记,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
所述授时模块与雷达信号处理机连接,用于对雷达信号处理机进行授时;
所述频率源模块作为时钟源向其余模块提供工作时钟。
进一步地,所述雷达信号处理机和授时设备还包括GNSS天线,用于接收GNSS信号,对自身进行授时。
进一步地,所述对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,具体为,对接收的同步脉冲信号中的每一个脉冲的接收时间进行记录,或者对接收的同步脉冲信号记录固定周期内最后一个脉冲的接收时间;每个固定周期内接收到若干个脉冲。
一种基于所述的雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统实现的测试方法,包括如下步骤:
含有授时系统的雷达信号处理机识别接收的脉冲雷达信号,获取依据雷达信号处理机自身时间确定的TOA信息;所述雷达信号处理机自身时间由授时系统获取,所述授时系统依据授时设备时间进行授时;
脉冲信号源产生脉冲雷达信号及对应的同步脉冲信号,将脉冲雷达信号发送至雷达信号处理机,将同步脉冲信号发送至授时设备;
授时设备对雷达信号处理机进行授时,并对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
分析设备接收同步脉冲时间信息和TOA信息,对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,然后对去模糊的结果进行对比分析,输出对比分析结果,完成测试。
进一步地,所述对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,具体为:
获取两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息;
从同步脉冲时间信息A和同步脉冲时间信息B中各选取一个同步脉冲时间信息,分别作为第一MC信息和第二MC信息;
在TOA信息A和TOA信息B中分别选取分别与第一MC信息和第二MC信息最接近的n个TOA信息,分别作为TOA_A_1,…TOA_A_n,TOA_B_1,…TOA_B_n;n为不小于2的整数;
将第一MC信息分别与TOA_A_1,…TOA_A_n比较,得到时间差SJC_A_1,…SJC_A_n,将第二MC信息分别与TOA_B_1,…TOA_B_n比较,得到时间差SJC_B_1,…SJC_B_n;
将SJC_A_1,…SJC_A_n分别与SJC_B_1,…SJC_B_n进行作差比较,选取差值最小的SJC_A_i和SJC_B_j,将第一MC信息和SJC_A_i对应的TOA_A_i以及第二MC信息和SJC_B_j对应的TOA_B_j作为对应的时间信息,将两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息分别参照第一MC信息和TOA_A_i以及第二MC信息和TOA_B_j,依次进行一一对应,完成去模糊;
所述两个不同脉冲雷达信号的PRI值满足:第一PRI值和第二PRI值的最小公倍数不小于预设值。
进一步地,所述授时设备包括GNSS信号处理模块、本地时间维护模块、脉冲时间记录模块、授时模块和频率源模块;
所述GNSS信号处理模块对GNSS天线接收到的GNSS信号进行处理,提取UTC时间信息,并生成秒脉冲信号;
所述本地时间维护模块接收GNSS信号处理模块的UTC时间信息,并据此对原始本地时间进行更新;
所述脉冲时间记录模块接收脉冲信号源发送的同步脉冲信号,并依据同步脉冲信号的跳变沿对同步脉冲信号进行时间标记,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
所述授时模块与雷达信号处理机连接,用于对雷达信号处理机进行授时;
所述频率源模块作为时钟源向其余模块提供工作时钟。
进一步地,所述对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录的方法为:对接收的同步脉冲信号中的每一个脉冲的接收时间进行记录,或者对接收的同步脉冲信号记录固定周期内最后一个脉冲的接收时间;每个固定周期内接收到若干个脉冲。
本发明与现有技术相比的优点在于:
1、本发明提出了一种雷达信号TOA测量精度的测试系统及方法,通过将雷达信号处理机所生成的TOA信息与同步脉冲时间信息对比,对雷达信号的TOA测量结果准确度进行绝对测量,提高了评估精度。
2、本发明提出使用两组具有不同PRI参数的脉冲信号作为测试激励去除同步脉冲时间信息和TOA信息间对应关系模糊的方法,避免了获取的信息需严格对应的约束,降低了测试难度。
3、本发明中授时设备生成的同步脉冲时间信息可以逐脉冲记录,也可以按固定周期仅记录最后一个同步脉冲的时间信息,从而降低复杂度,结合去模糊度方法完成TOA测量精度的测试。
附图说明
图1为本发明测试系统结构框图。
图2为本发明授时设备结构框图。
图3为本发明时间信息对齐去模糊示意图。
图4为本发明授时设备周期记录最新时间信息示意图。
具体实施方式
如图1所示,一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,包括:含有授时系统的雷达信号处理机、脉冲信号源、授时设备和分析设备。
1、含有授时系统的雷达信号处理机,用于识别接收的脉冲雷达信号,获取依据雷达信号处理机自身时间确定的TOA信息;所述雷达信号处理机自身时间由授时系统获取,所述授时系统依据授时设备时间进行授时;
2、脉冲信号源,用于产生脉冲雷达信号及对应的同步脉冲信号,将脉冲雷达信号发送至雷达信号处理机,将同步脉冲信号发送至授时设备;
3、授时设备,对雷达信号处理机进行授时,并对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备,支持使用GNSS信号更新自身时间;
所述授时设备包括GNSS信号处理模块、本地时间维护模块、脉冲时间记录模块、授时模块和频率源模块;
所述GNSS信号处理模块对GNSS天线接收到的GNSS信号进行处理,提取UTC时间信息,并生成秒脉冲信号;
所述本地时间维护模块接收GNSS信号处理模块的UTC时间信息,并据此对原始本地时间进行更新;
所述脉冲时间记录模块接收脉冲信号源发送的同步脉冲信号,并依据同步脉冲信号的跳变沿对同步脉冲信号进行时间标记,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
所述授时模块与雷达信号处理机连接,用于对雷达信号处理机进行授时;
所述频率源模块作为时钟源向其余模块提供工作时钟,可以接收GNSS信号处理模块的秒脉冲信号作为参考信号以提高时钟精度。
所述对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,具体为,对接收的同步脉冲信号中的每一个脉冲的接收时间进行记录,或者对接收的同步脉冲信号按固定周期仅记录最后一个脉冲的接收时间,每个固定周期脉冲包括若干个脉冲,以降低复杂度,结合去模糊度方法完成TOA测量精度的测试。
4、分析设备,用于接收同步脉冲时间信息和TOA信息,对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊;然后对去模糊的结果进行对比分析,输出对比分析结果,完成测试;授时设备和雷达信号处理机均可配备GNSS天线,用于接收GNSS信号。
去模糊的方法,具体为:
获取两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息;
从同步脉冲时间信息A和同步脉冲时间信息B中各选取一个同步脉冲时间信息,分别作为第一MC信息和第二MC信息;
在TOA信息A和TOA信息B中分别选取分别与第一MC信息和第二MC信息最接近的n个TOA信息,分别作为TOA_A_1,…TOA_A_n,TOA_B_1,…TOA_B_n;n为不小于2的整数;
将第一MC信息分别与TOA_A_1,…TOA_A_n比较,得到时间差SJC_A_1,…SJC_A_n,将第二MC信息分别与TOA_B_1,…TOA_B_n比较,得到时间差SJC_B_1,…SJC_B_n;
将SJC_A_1,…SJC_A_n分别与SJC_B_1,…SJC_B_n进行作差比较,选取差值最小的SJC_A_i和SJC_B_j,将第一MC信息和SJC_A_i对应的TOA_A_i以及第二MC信息和SJC_B_j对应的TOA_B_j作为对应的时间信息,将两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息分别参照第一MC信息和TOA_A_i以及第二MC信息和TOA_B_j,依次进行一一对应,完成去模糊。具体地,一一对应是指:第一MC信息的下一个时间信息和TOA_A_i下一个TOA信息对应,第二MC信息的下一个时间信息和TOA_B_j下一个TOA信息对应,并依此类推。
所述授时设备和雷达信号处理机间的时间同步,可以使用授时设备对接收机授时,也可以两者均使用GNSS信号进行授时。
所述两个不同脉冲雷达信号的PRI值满足:第一PRI值和第二PRI值的最小公倍数不小于预设值。待测雷达信号为固定PRI的脉冲信号,为去除TOA信息与同步脉冲时间信息间的模糊度,使用至少两组具有不同PRI值的脉冲信号作为测试激励。
一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试方法,首先,将雷达信号处理机和授时设备的时间进行同步。其次,通过脉冲信号源将待测雷达信号输出给雷达信号处理机,同时,将同步脉冲输出给授时设备。接着,雷达信号处理机将信号识别的PDW结果(含TOA信息)、授时设备将同步脉冲时间信息发送至分析设备。最后,分析设备对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊处理,对匹配对应后的时间信息进行对比分析,将多次结果平均处理减小误差后获得TOA测量精度。
本发明的一个具体实施例
一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,如图1所示,GNSS天线用于接收GNSS射频信号;雷达信号处理机完成对脉冲雷达信号TOA参数的测量,即依据处理机自身时间确定信号的TOA信息,可以依照UTC时间或系统域内时间对雷达信号处理机进行授时。授时设备可以通过GNSS信号更新自身时钟并对雷达信号处理机进行授时,此外,接收脉冲信号源的同步脉冲信号,并进行时间标记,生成同步脉冲时间信息。脉冲信号源生成脉冲雷达信号,传送给雷达信号处理机,同时生成同步脉冲信号,传送给授时设备。分析设备完成对其余设备的控制,同时接收处理机处的TOA信息和授时设备处的同步脉冲时间信息,并进行处理、分析。分析设备通过有线与雷达信号处理机、脉冲信号源和授时设备相连,完成两者间的双向通信。
授时设备如图2所示,包括GNSS信号处理模块、本地时间维护模块、脉冲时间记录模块、授时模块、频率源模块。天线接收到的GNSS信号由GNSS信号处理模块进行处理,从中提取UTC时间信息发送至本地时间维护模块,生成秒脉冲信号发送至频率源模块;本地时间维护模块接收UTC时间信息,并据此维护本地时间;脉冲时间记录模块接收脉冲信号源发来的同步脉冲,依据跳变沿对脉冲进行时间标记,记录同步脉冲时间信息。授时模块通过有线传输将授时指令发送给雷达信号处理机,对其进行授时。频率源模块为授时设备的时钟源,其可以接收GNSS信号处理模块的秒脉冲信号作为参考信号以提高时钟精度。脉冲雷达信号源为通用信号源Keysight 8267D,RF OUTPUT接口通过同轴电缆与雷达信号处理机相连,发送待测脉冲雷达信号,SYNC OUT接口通过同轴电缆与授时设备相连,发送同步脉冲信号。
基于上述测试系统的测试流程:
步骤一:各设备进行初始化
设备上电,进行预热。
步骤二:进行设备间的时间同步
测试环境能接收到良好GNSS信号时,雷达信号处理机和授时设备通过GNSS天线接收GNSS信号进行时间同步。GNSS信号不好时,使用授时设备对雷达信号处理机进行授时,系统统一在域内时间上。
所述域内时间为对多台接收机进行授时的统一相对标准时间,可用于保持授时设备和多接收机的时间统一。
步骤三:生成激励信号1进行测试
设置脉冲信号源E8267D(配置脉冲调制(选项UNU/UNW))生成参数1的雷达脉冲信号,如PRI=6ms,PW=1ms,频率为500MHz,幅度为-50dBm的脉冲调制信号,通过RF OUTPUT接口输出信号,SYNC OUT接口输出额定宽50ns、兼容TTL的同步脉冲信号。雷达信号处理机对信号进行参数识别,生成TOA信息。与此同时,授时设备对同步脉冲进行标记,生成同步脉冲时间信息。一段时间(如30s)后,关闭信号源输出,分析设备接收雷达信号处理机和授时设备数据并进行处理,获得参数1下TOA信息和对应的同步脉冲时间信息。
步骤四:生成激励信号2进行测试
设置脉冲信号源E8267D(配置脉冲调制(选项UNU/UNW))生成参数2的雷达脉冲信号,如PRI=7ms,PW=1ms,频率为500MHz,幅度为-50dBm的脉冲信号。测试方法与步骤三相同,获得参数2下TOA信息和对应的同步脉冲时间信息。
步骤五:分析处理数据
获得了两组参数下的TOA信息和同步脉冲时间信息后,通过数据比对消除时间模糊。如图3所示,图中黑色部分为TOA测量误差,对于不同参数下的激励信号,TOA测量误差基本一致。在无法将第一个TOA信息和同步脉冲时间信息对应上时,同一脉冲对应的TOA信息和同步脉冲时间信息存在模糊问题。如图3中,假设TOA测量误差在2倍PRI之内时,依旧无法确定与黑色误差相对应的同步脉冲时间信息对应的TOA信息是(1)(2)(3)(4)中的哪一个。这个模糊可以用下面的方法消除:
从参数1、2下结果的同步脉冲时间信息中各选择一个时间信息,如图3(a)、(b)中与黑色TOA误差紧连着的同步脉冲时间信息,分别记为第一MC信息,第二MC信息,在TOA信息A和TOA信息B中分别选取分别与第一MC信息和第二MC信息最接近的4个TOA信息,分别记为TOA_A_1,…TOA_A_4,TOA_B_1,…TOA_B_4。将第一MC信息分别与TOA_A_1,…TOA_A_4比较,可以得到对应的时间差SJC_A_1,….SJC_A_4,将第二MC信息分别与TOA_B_1,…TOA_B_4比较,可以得到对应的时间差SJC_B_1,….SJC_B_4。将SJC_A_1,…SJC_A_4分别与SJC_B_1,…SJC_B_4进行作差比较,选取差值最小的SJC_A_i和SJC_B_j,将第一MC信息和SJC_A_i对应的TOA_A_i以及第二MC信息和SJC_B_j对应的TOA_B_j作为对应的时间信息,将两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息分别参照第一MC信息和TOA_A_i以及第二MC信息和TOA_B_j,依次进行一一对应,完成去模糊,得到TOA信息和同步脉冲时间信息的一一对应关系。
在获得了对应关系后,计算一次试验下获得的所有TOA测量误差。
步骤六:多次测试,减小测试误差
调整激励信号的参数,重复步骤3-5若干次后进行统计平均以减小测量误差。从而获得雷达信号处理机的TOA测量精度值。
参数1中和参数2中所述PRI值选择遵循两者最小公倍数不小于预设值原则,从而避免最小公倍数数值过小引入的模糊问题:
如PRI分别为6ms和7ms时,6、7的最小公倍数为42。当第一MC信息与TOA_A_i对应,第二MC信息与TOA_B_j对应,两者差值约为l时,第一MC信息与TOA_A_(i+k*7)(k为整数)间的差值约为l+k*42ms,第二MC信息与TOA_B_(j+k*6)(k为整数)间的差值约为l+k*42ms,差值非常接近。因此,测得的TOA测量误差值为l+k*42ms,存在模糊性。通过设计保证TOA测量误差小于42ms时,则可以唯一确定k值。因此,预设值大于设计保证值即可以解决模糊问题。
对于PRI值较小的激励信号,授时设备可以仅记录固定周期内最后一个同步脉冲的时间信息,减少时间信息的数量,从而降低复杂度:
以PRI为10us的脉冲信号为例,1s内将获得100000个TOA信息和同步脉冲时间信息,数量庞大。由于在步骤五去模糊时不需要使用所有同步脉冲时间信息,授时设备可以每0.1s记录最后一个同步脉冲的时间信息,通过步骤五去模糊方法逐一获得与同步脉冲时间信息对应的TOA信息,计算测量精度,完成测试。通过该方法,1s只需要记录10个同步脉冲时间信息。该过程中,同步脉冲时间信息和周期记录的最新时间信息的关系如图4所示。
实施例中,将授时设备所获得的同步脉冲时间信息作为参考信息,通过将雷达信号处理机所获得的TOA信息与其对比,完成了对处理机的TOA测量结果准确度的绝对测量,提高了评估精度。使用两组具有不同PRI参数的脉冲信号作为测试激励消除同步脉冲时间信息和TOA信息间对应关系的模糊,信息获取中不需要保证两者严格对应,降低了测试难度。对于PRI值较小的信号,仅按固定周期记录最后一个同步脉冲的时间信息,减少时间信息的数量,进而降低复杂度,结合去模糊度方法,完成测试。
由于雷达信号处理机的控制指令、输出数据格式各异,本实施例所涉及到的脉冲信号源,授时设备,分析设备并不指定型号,相关设备仅需具备对应功能即可实现TOA测量精度的测试。
本发明所涉及到的PRI值选择按照文中提及的遵循两者最小公倍数不小于预设值原则,具体数值依照具体系统进行设置。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (8)
1.一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,其特征在于:包括
含有授时系统的雷达信号处理机,用于识别接收的脉冲雷达信号,获取依据雷达信号处理机自身时间确定的TOA信息;所述雷达信号处理机自身时间由授时系统获取,所述授时系统依据授时设备时间进行授时;
脉冲信号源,用于产生脉冲雷达信号及对应的同步脉冲信号,将脉冲雷达信号发送至雷达信号处理机,将同步脉冲信号发送至授时设备;
授时设备,用于对雷达信号处理机进行授时,并对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
分析设备,用于接收同步脉冲时间信息和TOA信息,对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,然后对去模糊后的信息进行对比分析,输出对比分析结果,完成测试;
所述对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,具体为:
获取两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息;
从同步脉冲时间信息A和同步脉冲时间信息B中各选取一个同步脉冲时间信息,分别作为第一MC信息和第二MC信息;
在TOA信息A和TOA信息B中分别选取分别与第一MC信息和第二MC信息最接近的n个TOA信息,分别作为TOA_A_1,…TOA_A_n,TOA_B_1,…TOA_B_n;n为不小于2的整数;
将第一MC信息分别与TOA_A_1,…TOA_A_n比较,得到时间差SJC_A_1,…SJC_A_n,将第二MC信息分别与TOA_B_1,…TOA_B_n比较,得到时间差SJC_B_1,…SJC_B_n;
将SJC_A_1,…SJC_A_n分别与SJC_B_1,…SJC_B_n进行作差比较,选取差值最小的SJC_A_i和SJC_B_j,将第一MC信息和SJC_A_i对应的TOA_A_i以及第二MC信息和SJC_B_j对应的TOA_B_j作为对应的时间信息,将两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息分别参照第一MC信息和TOA_A_i以及第二MC信息和TOA_B_j,依次进行一一对应,完成去模糊。
2.根据权利要求1所述的一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,其特征在于:所述两个不同脉冲雷达信号的PRI值满足:第一PRI值和第二PRI值的最小公倍数不小于预设值。
3.根据权利要求1所述的一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,其特征在于:所述授时设备包括GNSS信号处理模块、本地时间维护模块、脉冲时间记录模块、授时模块和频率源模块;
所述GNSS信号处理模块对GNSS天线接收到的GNSS信号进行处理,提取UTC时间信息,并生成秒脉冲信号;
所述本地时间维护模块接收GNSS信号处理模块的UTC时间信息,并据此对原始本地时间进行更新;
所述脉冲时间记录模块接收脉冲信号源发送的同步脉冲信号,并依据同步脉冲信号的跳变沿对同步脉冲信号进行时间标记,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
所述授时模块与雷达信号处理机连接,用于对雷达信号处理机进行授时;
所述频率源模块作为时钟源向其余模块提供工作时钟。
4.根据权利要求1所述的一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,其特征在于:所述雷达信号处理机和授时设备还包括GNSS天线,用于接收GNSS信号,对自身进行授时。
5.根据权利要求1所述的一种雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统,其特征在于:所述对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,具体为,对接收的同步脉冲信号中的每一个脉冲的接收时间进行记录,或者对接收的同步脉冲信号记录固定周期内最后一个脉冲的接收时间;每个固定周期内接收到若干个脉冲。
6.一种基于权利要求1~5任一项所述的雷达信号脉冲到达时间测量精度的测试系统实现的测试方法,其特征在于,包括如下步骤:
含有授时系统的雷达信号处理机识别接收的脉冲雷达信号,获取依据雷达信号处理机自身时间确定的TOA信息;所述雷达信号处理机自身时间由授时系统获取,所述授时系统依据授时设备时间进行授时;
脉冲信号源产生脉冲雷达信号及对应的同步脉冲信号,将脉冲雷达信号发送至雷达信号处理机,将同步脉冲信号发送至授时设备;
授时设备对雷达信号处理机进行授时,并对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
分析设备接收同步脉冲时间信息和TOA信息,对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,然后对去模糊的结果进行对比分析,输出对比分析结果,完成测试;
所述对同步脉冲时间信息和TOA信息进行去模糊,具体为:
获取两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息;
从同步脉冲时间信息A和同步脉冲时间信息B中各选取一个同步脉冲时间信息,分别作为第一MC信息和第二MC信息;
在TOA信息A和TOA信息B中分别选取分别与第一MC信息和第二MC信息最接近的n个TOA信息,分别作为TOA_A_1,…TOA_A_n,TOA_B_1,…TOA_B_n;n为不小于2的整数;
将第一MC信息分别与TOA_A_1,…TOA_A_n比较,得到时间差SJC_A_1,…SJC_A_n,将第二MC信息分别与TOA_B_1,…TOA_B_n比较,得到时间差SJC_B_1,…SJC_B_n;
将SJC_A_1,…SJC_A_n分别与SJC_B_1,…SJC_B_n进行作差比较,选取差值最小的SJC_A_i和SJC_B_j,将第一MC信息和SJC_A_i对应的TOA_A_i以及第二MC信息和SJC_B_j对应的TOA_B_j作为对应的时间信息,将两个不同脉冲雷达信号的同步脉冲时间信息和TOA信息分别参照第一MC信息和TOA_A_i以及第二MC信息和TOA_B_j,依次进行一一对应,完成去模糊;
所述两个不同脉冲雷达信号的PRI值满足:第一PRI值和第二PRI值的最小公倍数不小于预设值。
7.根据权利要求6所述的测试方法,其特征在于:所述授时设备包括GNSS信号处理模块、本地时间维护模块、脉冲时间记录模块、授时模块和频率源模块;
所述GNSS信号处理模块对GNSS天线接收到的GNSS信号进行处理,提取UTC时间信息,并生成秒脉冲信号;
所述本地时间维护模块接收GNSS信号处理模块的UTC时间信息,并据此对原始本地时间进行更新;
所述脉冲时间记录模块接收脉冲信号源发送的同步脉冲信号,并依据同步脉冲信号的跳变沿对同步脉冲信号进行时间标记,生成同步脉冲时间信息,并将同步脉冲时间信息发送至分析设备;
所述授时模块与雷达信号处理机连接,用于对雷达信号处理机进行授时;
所述频率源模块作为时钟源向其余模块提供工作时钟。
8.根据权利要求5所述的测试方法,其特征在于,所述对接收的同步脉冲信号中脉冲的接收时间进行记录的方法为:对接收的同步脉冲信号中的每一个脉冲的接收时间进行记录,或者对接收的同步脉冲信号记录固定周期内最后一个脉冲的接收时间;每个固定周期内接收到若干个脉冲。
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