А.А. Скрипкин1, В.А. Щербачёв2, Н.Е. Подчиненко3

1–3 АО «Всероссийский НИИ «Градиент» (г. Ростов-на-Дону, Россия)

Постановка проблемы. Повышение точности совместной оценки разностных задержек и частотных сдвигов при цифровых измерениях – актуальной проблема. Прямой путь снижения погрешности дискретизации за счет увеличения частоты выборки вызывает существенное увеличение вычислительной нагрузки, что неприемлемо при функционировании измерителя в реальном времени.

Цель. Провести синтез эффективного вычислительного метода совместной оценки разностных задержек и частотных сдвигов при цифровых измерениях с целью снижения методической погрешности.

Результаты. Предложен эффективный в вычислительном отношении метод совместной оценки разностных задержек и частотных сдвигов при цифровых измерениях, снижающий методические погрешности (вызванные дискретностью измерений), без увеличения вычислительной нагрузки. Проведено экспериментальное исследование предложенного метода и показано, что точность измерений близка к потенциально возможной в данных условиях.

Практическая значимость. Предложенный метод уточнения точки максимума двумерной взаимно-корреляционной функции позволяет существенно снизить ошибки, вызванные дискретизацией. Вследствие вычисления уточненных оценок в виде явных функций, использующих матричные операции малой размерности, предложенный метод уточнения практически не вносит дополнительных вычислительных затрат. Проведенные экспериментальные исследования подтверждают высокую достоверность и эффективность предложенного метода.

Скрипкин А.А., Щербачёв В.А., Подчиненко Н.Е. Снижение методической погрешности при цифровом корреляционном измерении разностных задержек и частотных сдвигов // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 11. С. 42−48. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202211-07

1. Кондратьев В.С. и др. Многопозиционные радиотехнические системы. М.: Радио и связь. 1986.
2. Weinstein E., Kletter D. Delay and Doppler estimation by time-space partition of the array data // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. December 1983. V. ASSP-31. № 6. P. 1523−1535.
3. Moura Jose M.F., Baggeroer A.B. Passive systems theory with narrow-band and linear constraints: Part I - Spatial diversity // IEEE Journal on Ocean Engineering. January 1978. V. OE-3. № 1. P. 5−13.
4. Haworth D., Smith N., Bardelli R., Clement T. Interference localization for EUTELSAT satellites - the first Еuropean transmitter location system // International journal of satellite communications. July/August 1997. V. 15. № 4. P. 155−183.
5. Wu R., Zhang Y., Huang Y., Xiong J., Deng Z. A novel long-time accumulation method for double-satellite TDOA/FDOA interference localization // Radio Science. January 2018. V. 53. № 1. P. 29−142.
6. Kistanov P., Titov A., Tsarik O., Shcherbinina E., Tsikin I. Satellite Geolocation Direct Method in the Presence of Phase Distortions // IEEE International Conference on Electrical Engineering and Photonics. October 2020.
7. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир. 1989.
8. US Patent № 5874916. Frequency selective TDOA/FDOA cross-correlation / DesJardins G.A. February 23. 1999.
9. Stein S. Algorithms for ambiguity function processing // IEEE Transactions on Acoustics, Speech and Signal Processing. June 1981. V.ASSP-29. № 3. P. 588−599.
10. Shin D.C., Nikias C.L. Complex ambiguity function based on fourth-order statistics for joint estimation of frequency-delay and time-delay of arrival // Proceedings of 27th Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers. November 1993.