CN118233844A - 线性调频信号到达时刻的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种线性调频信号到达时刻的确定方法及装置，方法包括：接收目标线性调频信号；解调目标线性调频信号，并确定出目标线性调频信号的整数倍时延；根据目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出目标线性调频信号的小数倍时延；根据整数倍时延和小数倍时延，确定目标线性调频信号的到达时刻。采用本申请实施例能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

Description

线性调频信号到达时刻的确定方法及装置

技术领域

本申请属于室外定位技术领域，具体涉及一种线性调频信号到达时刻的确定方法及装置。

背景技术

目前无人机在定位室外的腕表用户位置的方案中，需要先确定出腕表传输线性调频信号的信号到达时刻，再基于信号到达时刻计算出腕表用户的位置，但由于计算线性调频信号的信号到达时刻受到时延的影响，从而导致计算出的信号到达时刻不准确，因而后续得出的腕表用户的位置也不准确。

发明内容

本申请实施例提供了一种线性调频信号到达时刻的确定方法及装置，能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性。

第一方面，本申请实施例提供了一种线性调频信号到达时刻的确定方法，应用于无人机的目标信标接收机；所述方法包括：

接收目标线性调频信号；

在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；

分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；

根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；

根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延；

根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延；

根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

第二方面，本申请实施例提供了一种线性调频信号到达时刻的确定装置，应用于无人机的目标信标接收机，所述线性调频信号到达时刻的确定装置，包括：接收单元和确定单元，其中，

所述接收单元，用于接收目标线性调频信号；

所述确定单元，用于在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；

所述确定单元，还用于分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；

所述确定单元，还用于根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；

所述确定单元，还用于根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延；

所述确定单元，还用于根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延；

所述确定单元，还用于根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括处理器、存储器以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行本申请实施例第一方面中的步骤的指令。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现本申请实施例第一方面中的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，其中，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如本申请实施例第一方面中所描述的部分或全部步骤。

可以看出，本申请实施例中，无人机的目标信标接收机接收目标线性调频信号，接着解调目标线性调频信号，并在第一预设条件下解调目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号，接着分别确定第二线性上频信号的第一谱峰索引和线性下频信号的第二谱峰索引，并根据第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数，再接着根据整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延，进一步，根据目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出目标线性调频信号的小数倍时延，最后，根据整数倍时延和小数倍时延，确定目标线性调频信号的到达时刻。能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中，

图1是是本申请实施例提供的一种室外定位***的架构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种导频序列的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种线性调频信号到达时刻的确定方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种线性调频信号到达时刻的确定装置的功能单元组成框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请实施例中的“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，可以表示如下三种情况：单独存在A；同时存在A和B；单独存在B。其中，A、B可以是单数或者复数。

本申请实施例中，符号“/”可以表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，符号“/”也可以表示除号，即执行除法运算。例如，A/B，可以表示A除以B。

本申请实施例中的“至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合，是指一个或多个，多个指的是两个或两个以上。例如，a、b或c中的至少一项(个)，可以表示如下七种情况：a，b，c，a和b，a和c，b和c，a、b和c。其中，a、b、c中的每一个可以是元素，也可以是包含一个或多个元素的集合。

本申请实施例中的“等于”可以与大于连用，适用于大于时所采用的技术方案，也可以与小于连用，适用于与小于时所采用的技术方案。当等于与大于连用时，不与小于连用；当等于与小于连用时，不与大于连用。

为了更好地理解本申请实施例的方案，下面先对本申请实施例可能涉及的电子设备进行介绍。

本申请实施例所涉及到的电子设备可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(user equipment，UE)，移动台(mobile station，MS)，电子设备(terminaldevice)等等。为方便描述，上面提到的设备统称为电子设备。电子设备还可以是腕表。

请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种室外定位***的架构示意图。如图1所示，所述***包括第一无人机的第一信标接收机100、第二无人机的第二信标接收机200、第三无人机的第三信标接收机300和目标服务器40，目标服务器40。

其中，目标服务器40分别与第一信标接收机100、第二信标接收机200和第三信标接收机300连接。

其中，第一信标接收机100、第二信标接收机200和第三信标接收机300通过各自的串行接口获取GPS秒脉冲，并通过GPS秒脉冲获得相互之间的时间同步，通过本地时钟进行秒内计数。

其中，第一信标接收机100、第二信标接收机200和第三信标接收机300分别接收目标发送的线性调频信号Chirp信号，并分别确定线性调频信号的到达时刻和信号强度，并分别确定信标接收机的位置信息，并分别通过无人机数据链向地面上的目标服务器40发送确定出的到达时刻、信号强度和位置信息。

其中，目标服务器40为定位服务器，用于基于接收到的到达时刻、信号强度和位置信息计算目标的目标位置。

其中，第一信标接收机100、第二信标接收机200和第三信标接收机300都包括FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)芯片、收发器芯片、微控制单元(Microcontroller Unit；MCU)、调试接口、无人机数据传输接口、通过串行接口操作的存储设备(SPI FLASH)、低噪声发大器和滤波器；其中FPGA芯片可以是XC7A200T，收发器芯片可以是AD9361；第一信标接收机100、第二信标接收机200和第三信标接收机300采用FPGA芯片+收发器芯片方式接收线性调频信号，微控制单元负责数据协议处理和配置，对无线传输的定位信息(线性调频信号的到达时刻、信号强度和信标接收机的位置信息)进行加密。

在一个可能的示例中，无人机的目标信标接收机先接收机接收目标线性调频信号，目标信标接收机为第一信标接收机100、第二信标接收机200和第三信标接收机300中的任意一个，目标信标接收机接着解调目标线性调频信号，并在第一预设条件下解调目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号，接着分别确定第二线性上频信号的第一谱峰索引和线性下频信号的第二谱峰索引，并根据第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数，再接着根据整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延，进一步，根据目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出目标线性调频信号的小数倍时延，最后，根据整数倍时延和小数倍时延，确定目标线性调频信号的到达时刻。能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

请参阅图3，图3是本申请实施例提供的一种线性调频信号到达时刻的确定方法的流程示意图，应用于无人机的目标信标接收机，所述方法包括：

步骤S301，接收目标线性调频信号。

其中，目标信标接收机在当检测到目标线性调频信号中的Up-Chirp线性上频信号时，实时存储一个符号对应的线性上频信号，一个符号指的是一个完整的调频信号。目标信标接收机在当检测到目标同步字后进行Down-Chirp线性下频信号的检测。

其中，一帧完整的Chirp信号包括导频序列和数据序列，导频序列由四部分组成：第一部分是m个对应十进制数K₁的Up-Chirp，称为同步字一，m表示一帧完整的Chirp信号中同步字一的个数；第二部分是一个对应十进制数K₂的Up-Chirp，称为同步字二；第三部分是一个对应十进制数K₃的Up-Chirp，称为同步字三；第四部分是3个对应十进制数K₄的Down-Chirp，用序列[a₀，a₁，…，a_i]表示导频序列中的每一个Up-Chirp或者Down-Chirp信号对应的十进制数，那么序列A中的元素可以表示为其中，导频序列的第一部分同步字对应的十进制数K₁＝0，导频序列的三个同步字一方面用于信号的初步捕获与同步，另一方面作为收发双方的唯一身份标识，只有接收方检测到相同的同步字才会接收后续的数据。同步字一与同步字二对应的十进制数必须满足|K₁-K₂|>Δ，其中Δ为常量，即同步字一与同步字二对应的十进制满足一定的欧式距离。前三部分的Up-Chirp和第四部分的Down-Chirp用于信号的定时与频偏估计，其中第一个、第三个Down-Chirp作为保护符号。

其中，数据序列用于数据信息的传输，在传输信息时每sf个二进制比特转换为一个十进制数K，sf指的是每个通信符号的调制位数，t为时间，设转化的十进制对应的数据序列为C＝[C₀，C₁，…，C_i]。一帧信号中每个Up-Chirp或者Down-Chirp信号对应的十进制数可以用序列D＝[A,C]＝[d₀，d₁，…，d_k]表示，那么一帧信号中第i个Up-Chirp或者Down-Chirp信号可以表示为S_i(t)，

其中，S_down(t，d_i)表示每个Up-Chirp或者Down-Chirp信号中的Down-Chirp，S_up(t，d_i)表示每个Up-Chirp或者Down-Chirp信号中的Up-Chirp，μ为线性调制频率，μ＝B/T,传输一个Up-Chirp或者Down-Chirp信号的时间为T，T＝2^sf/B，B为Up-Chirp或者Down-Chirp信号的传输带宽，1/B为码片的周期，T为线性调频信号的持续时间，T_f为同步字中瞬时频率达到峰值时的时间(参阅图2中同步字一、二和三)，由导频序列和数据序列组成的一帧完整的Chirp信号可以表示为

其中，如图2所示，图2是本申请实施例提供的一种导频序列的结构示意图，导频序列包括以下四部分：同步字一、同步字二、同步字三和Down-Chirp，横坐标为时间t，纵坐标为瞬时频率，图中示出了四个部分对应的波形。

步骤S302，解调所述目标线性调频信号，并确定出所述目标线性调频信号的整数倍时延。

其中，在对接收的Up-Chirp或者Down-Chirp信号解调时每N点做一次离散傅里叶变换DFT，考虑到N点DFT所能分辨的最小频率间隔为B/N，将时延引起的频率偏移量μτ和频偏f_d分别用B/N的整数倍与小数倍来表示：

其中，m_τ0和m_d0为整数，m_τ1和m_d1为小数。分别称m_τ0和m_τ1为整数倍时系数和小数倍时延系数；分别称m_d0和m_d1为整数倍频偏系数和小数倍频偏系数。称这部分时延为整数倍时延，称/>这部分时延为小数倍时延；称/>这部分频偏为整数倍频偏，称/>这部分频偏为小数倍频偏。这样接收端对时延τ的估计，转化为对整数倍时延系数m_τ0和小数倍时延系数m_τ1的估计。

步骤S303，根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延。

其中，小数倍时延确定实际是估计小数倍时延系数m_τ1。

步骤S304，根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

其中，在整数倍时延和小数倍时延的基础上，对目标线性调频信号进行到达时刻估计，得出估计出的到达时刻。确定目标线性调频信号的发送时刻，到达时刻＝发送时刻+目标时延。

其中，目标时延为整数倍时延和小数倍时延之和。

可以看出，本申请实施例中，无人机的目标信标接收机接收目标线性调频信号，接着解调目标线性调频信号，并在第一预设条件下解调目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号，接着分别确定第二线性上频信号的第一谱峰索引和线性下频信号的第二谱峰索引，并根据第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数，再接着根据整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延，进一步，根据目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出目标线性调频信号的小数倍时延，最后，根据整数倍时延和小数倍时延，确定目标线性调频信号的到达时刻。能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

在一个可能的示例中，在所述解调所述目标线性调频信号，并确定出所述目标线性调频信号的整数倍时延方面，上述方法还可包括如下步骤：在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延。

其中，第一预设条件为m_τ1＝0和m_d1＝0，也就是假设收发双方只存在整数倍时延和整数倍频偏，此时线性上频信号和/>线性下频信号分别表示为/>和其中，

其中，和/>为常数，w(n)为常数项，n＝N_f+n_τ时，/>处于瞬时频率峰值，n_τ＝mod(m_τ0，N)，mod函数是一个求余函数，其格式为：mod(O，P)，O和P分别为两个数字表达式，mod(O，P)即是O、P两个数值表达式作除法运算后的余数。设/>和/>在解线性调频后的结果分别为l_u(n)和l_d(n)，其中，

w'(n)为常数项，由于此时假设只存在整数倍时延，即时延是码片周期的整数倍，所以和/>的相位连续，上式可进一步表示为：

设l_u(n)和l_d(n)在离散傅里叶变换后的第一谱峰索引和第二谱峰索引分别为k_u和k_d，得到k_u＝mod(K₁+m_d0-m_τ0,N)，k_d＝mod(-K₄+m_d0+m_τ0,N)，结合上式分析连续相同的Up-Chirp在解调制后得到信号l_u(n)的谱峰，不难看出：受整数倍时延与频偏的影响，谱峰从原来的K₁处向左或向右移位，移动的偏移量为mod(m_d0-m_τ0，N)。可以看出，当-N<mod(m_d0-m_τ0，N)<-N/2时解调的峰值索引与0<m_d0-m_τ0<N/2时相同；当/> 时解调的峰值索引与时相同。因此可以将m_d0+m_t0和m_d0-m_τ0等效为[-N/2,N/2]之间的整数。在后续分析中，可以将m_d0+m_τ0与m_d0-m_t0全部视为等效值，即：

其中，根据第一谱峰索引和第二谱峰索引确定出整数倍时延系数和整数倍频偏系数，整数倍时延＝整数倍时延系数*码片周期。

可见，在本示例中，目标信标接收机能够解调目标线性调频信号，并确定出第一谱峰索引和第二谱峰索引，进一步确定出整数倍时延，有利于后续确定线性调制信号的到达时刻的准确性。

在一个可能的示例中，在所述根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数方面，上述方法还可包括如下步骤：根据所述第一谱峰索引，确定第一数值，所述第一数值为所述整数倍时延系数和整数倍频偏系数之和；根据所述第二谱峰索引，确定第二数值，所述第二数值为所述整数倍时延系数和所述整数倍频偏系数之差；根据所述第一数值和所述第二数值，确定所述整数倍时延系数。

其中，当K₁＝K₄＝0时，可将谱峰索引分成θ₁＝[0，N/2]和θ₂＝[N/2，N]两个区间。此时对Up-Chirp进行解调，如果峰值索引k_u∈θ₁，说明谱峰向右移位，那么峰值索引应满足k_u＝m_d0-m_τ0；如果峰值索引k_u∈θ₂，说明谱峰向左循环移位，那么峰值索引应满足k_u＝N+m_d0-m_τ0。对Down-Chirp解调时有类似关系，此时有以下关系:

m_d0+m_τ0＝G₀(k_d)，m_d0-m_τ0为第二数值，m_d0+m_τ0为第一数值，进一步求得整数倍时延系数m_τ0。

其中，当假设将频谱索引分为θ₃＝[0，K₁+N/2]和θ₄＝[K₁+N/2，N]两个区间。此时对Up-Chirp解调，如果峰值索引k_u∈θ₃，说明谱峰向左或向右移位，那么峰值索引应满足k_u＝m_d0-m_τ0+K₁；如果峰值的索引k_u∈θ₄，说明谱峰向左循环移位，那么峰值索引应满足k_u＝N+m_d0-m_τ0+K₁。对Down-Chirp解调时有类似关系，此时有以下关系：

m_d0+m_τ0＝G₁(k_d，N-K₄)，进一步求得整数倍时延系数m_τ0。

其中，若N/2<K₁<＝N，N/2<N-K₄<＝N，将频谱索引分为θ₅＝[0，K₁-N/2]和θ₅＝[K₁-N/2，N]两个区间。对Up-Chirp解调，如果峰值的索引k_u∈θ₅，说明谱峰向右循环移位，此时峰值索引应满足k_u＝m_d0-m_τ0+K₁-N；如果峰值的索引k_u∈θ₆，说明谱峰向左或向右移位，此时峰值索引应满足k_u＝m_d0-m_τ0+K₁。对Down-Chirp解调有类似关系，此时有以下关系：

m_d0+m_τ0＝G₂(k_d，N-K₄)，进一步求得整数倍时延系数m_τ0。

其中，上述步骤也说明了Up-Chirp和Down-Chirp解调时峰值索引与时延和频偏之间的关系是：频偏使Up-Chirp和Down-Chirp解调时的谱峰向同一个方向移位，而时延使二者的谱峰朝相反的方向移动。

可见，在本示例中，目标信标接收机能够基于第一谱峰索引和第二谱峰索引确定出整数倍时延，有利于后续确定线性调制信号的到达时刻的准确性。

在一个可能的示例中，在所述根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延方面，上述方法还可包括如下步骤：在第二预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到多个第一线性上频信号；确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值；根据所述多个估计值，确定第一估计值；根据所述第一估计值，确定所述小数倍时延系数；根据所述小数倍时延系数和码片周期，确定所述小数倍时延。

其中，第二预设条件为m_d1＝0，即假设解调的信号是连续相同的多个第一线性上频信号，且信号中没有小数倍频偏。

其中，小数倍时延＝小数倍时延系数*码片周期。

可见，在本示例中，目标信标接收机可确定出每一第一线性上频信号的小数倍时延系数的估计值，得到多个估计值，进一步，根据多个估计值确定小数倍时延系数，最后计算出小数倍时延，有利于提高确定小数倍时延的准确性。

在一个可能的示例中，在所述确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值方面，上述方法还可包括如下步骤：对每一第一线性上频信号执行如下操作，以得到所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的所述多个估计值：确定当前处理的第一线性上频信号的第一线性信号公式中小于最小频率间隔的目标项；确定所述目标项的补偿序列；根据所述补偿序列和所述第一线性信号公式，确定第二线性信号公式；确定所述小数倍时延系数的等效区间；根据所述等效区间和所述第二线性信号公式，确定谱峰模值最大时所述等效区间中的目标等效值，并将所述目标等效值作为所述估计值。

其中，设解调的第一线性上频信号为如果忽略信号/>中的相位跳变，则/>在解调后得到的信号/>其相位是连续的，那么第一线性信号公式/>可以表示为：

中项小于离散傅里叶变换可分辨的最小频率间隔1/B，/>为常数,将会影响/>的谱峰的模值。如果能够去除/>项，那么/>的谱峰的模值将取最大值。用以下补偿序列Z(n，v)来近似“抵消”/>项。Exp(j2πnm_τ1/N)为目标项，令Z(n，v)＝exp(j2πnm_τ1/N)，将/>在解调后的结果修正为/>即第二线性信号公式，称v为m_τ1的近似估计值，对v取不同值来近似“抵消”，当|v-m_τ1|取最小值时，/>的谱峰模值最大。将m_τ1等效为[-0.5,0.5]之间的数值，等效区间为[-0.5,0.5]。将等效区间[-0.5,0.5]等分为d份来表示v的可能取值(d>＝2)，用序列V＝[v₀，v₁，…，v_d-1]表示等份后的取值。则序列V中的元素V_x可以表示为:

称为1/d为小数倍时延系数估计精度值。将V_x分别带入做离散傅里叶变换，设/>在离散傅里叶变换后的谱峰的最大模值为/>最大模值/>反映了V_x与m_τ1的抵消程度，也就是说最大模值/>所对应的估计值V_x与m_τ1最为接近，因此取最大模值/>所对应的估计值V_x作为估计值。

可见，在本示例中，目标信标接收机可确定当前处理的第一线性上频信号的第一线性信号公式中小于最小频率间隔的目标项，并确定目标项的补偿序列，进一步确定第二线性信号公式和等效区间，确定谱峰模值最大时等效区间中的目标等效值作为估计值，有利于提高小数倍时延确定的准确性。

在一个可能的示例中，在所述根据所述多个估计值，确定第一估计值方面，上述方法还可包括如下步骤：确定所述多个估计值中互不相同的至少一个第二估计值；确定每一第二估计值在所述多个估计值中重复出现的目标次数；将所述目标次数最大的第二估计值作为所述当前处理的第一线性上频信号的所述第一估计值。

其中，在信噪比较低时最大模值容易受噪声影响，但是对多个相同的Up-Chirp通过上述方式估计，与m_τ1最为接近的估计值V_x出现的次数最多，因此可以将出现次数最多的V_x作为m_τ1的估计值。假设m次估计中V_x出现了y_x次，则m_τ1的估计值可以表示为/>其中，上述小数倍时延系数的估计值/>同时受估计精度值1/d和估计次数m的影响。一般来说,估计次数越多，估计的准确性越大，当小数倍时延系数m_τ1为1/d的整数倍时，估计值/>相对于m_τ1的误差最小。其中，argmax函数用于找出函数取最大值时对应的自变量值或变量点集。例如：当有一个函数y＝f(x)时，如果有结果x0＝argmax(f(x))，则表示当函数f(x)取x＝x0时，f(x)取得其取值范围的最大值。如果有多个点使得f(x)取得相同的最大值，那么argmax(f(x))的结果就是一个点集。

可见，在本示例中，目标信标接收机可确定从多个估计值中确定出第二估计值，并将第二估计值作为当前处理的第一线性上频信号的第一估计值，有利于提高小数倍时延确定的准确性。

在一个可能的示例中，所述目标信标接收机与目标服务连接，在所述根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻之后，上述方法还可包括如下步骤：确定所述目标线性调频信号的信号强度、所述无人机的位置信息和目标身份码；所述目标服务器发送所述到达时刻、所述信号强度、所述位置信息和所述目标身份码。

其中，目标信标接收机可对到达时刻、信号强度、位置信息和目标身份码进行加密组帧后，利用无人机数据链将包括到达时刻、信号强度、位置信息和目标身份码在内的信息传输至目标服务器。

其中，目标服务器为设置于地面上的定位服务器，定位服务器用于根据无人机发送的到达时刻、信号强度、位置信息和目标身份码对利用TDOA算法进行目标的位置进行求解。

可见，在本示例中，目标信标接收机可将包括到达时刻、信号强度、位置信息和目标身份码在内的信息加密传输至目标服务器，目标服务器对目标的位置进行求解，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

请参阅图4，图4是本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图，应用于无人机的目标信标接收机；如图4所示，该电子设备包括处理器、存储器、通信接口以及一个或多个程序，其中，上述一个或多个程序被存储在上述存储器中，上述一个或多个程序被配置由上述处理器执行以下步骤的指令：

接收目标线性调频信号；

在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；

分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；

根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；

根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延；

根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延；

根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

可以看出，本申请实施例中，电子设备接收目标线性调频信号，接着解调目标线性调频信号，并在第一预设条件下解调目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号，接着分别确定第二线性上频信号的第一谱峰索引和线性下频信号的第二谱峰索引，并根据第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数，再接着根据整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延，进一步，根据目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出目标线性调频信号的小数倍时延，最后，根据整数倍时延和小数倍时延，确定目标线性调频信号的到达时刻。能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

在一个可能的示例中，在所述根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数方面，上述程序包括用于执行以下步骤的指令：

根据所述第一谱峰索引，确定第一数值，所述第一数值为所述整数倍时延系数和整数倍频偏系数之和；

根据所述第二谱峰索引，确定第二数值，所述第二数值为所述整数倍时延系数和所述整数倍频偏系数之差；

根据所述第一数值和所述第二数值，确定所述整数倍时延系数。

在一个可能的示例中，在所述根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延方面，上述程序包括用于执行以下步骤的指令：

在第二预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到多个第一线性上频信号；

确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值；

根据所述多个估计值，确定第一估计值；

根据所述第一估计值，确定所述小数倍时延系数；

根据所述小数倍时延系数和码片周期，确定所述小数倍时延。

在一个可能的示例中，在所述确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值方面，上述程序包括用于执行以下步骤的指令：

对每一第一线性上频信号执行如下操作，以得到所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的所述多个估计值：

确定当前处理的第一线性上频信号的第一线性信号公式中小于最小频率间隔的目标项；

确定所述目标项的补偿序列；

根据所述补偿序列和所述第一线性信号公式，确定第二线性信号公式；

确定所述小数倍时延系数的等效区间；

根据所述等效区间和所述第二线性信号公式，确定谱峰模值最大时所述等效区间中的目标等效值，并将所述目标等效值作为所述估计值。

在一个可能的示例中，在所述根据所述多个估计值，确定第一估计值方面，上述程序包括用于执行以下步骤的指令：

确定所述多个估计值中互不相同的至少一个第二估计值；

确定每一第二估计值在所述多个估计值中重复出现的目标次数；

将所述目标次数最大的第二估计值作为所述当前处理的第一线性上频信号的所述第一估计值。

在一个可能的示例中，所述目标信标接收机与目标服务连接，在所述根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻之后，上述程序包括用于执行以下步骤的指令：

确定所述目标线性调频信号的信号强度、所述无人机的位置信息和目标身份码；

向所述目标服务器发送所述到达时刻、所述信号强度、所述位置信息和所述目标身份码。

上述主要从方法侧执行过程的角度对本申请实施例的方案进行了介绍。可以理解的是,电子设备为了实现上述功能，其包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所提供的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本申请能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

本申请实施例可以根据上述方法示例对电子设备进行功能单元的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能单元，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

在采用对应各个功能划分各个功能模块的情况下，图5是本申请实施例提供的一种线性调频信号到达时刻的确定装置的功能单元组成框图，如图5所示，应用于无人机的目标信标接收机，所述线性调频信号到达时刻的确定装置，包括：接收单元501、确定单元502和传输单元503，其中，

所述接收单元501，用于接收目标线性调频信号；

所述确定单元502，用于在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；

所述确定单元502，还用于分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；

所述确定单元502，还用于根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；

所述确定单元502，还用于根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延；所述确定单元502，还用于根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延；

所述确定单元502，还用于根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

可以看出，本申请实施例描述的线性调频信号到达时刻的确定装置，接收目标线性调频信号，接着解调目标线性调频信号，并在第一预设条件下解调目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号，接着分别确定第二线性上频信号的第一谱峰索引和线性下频信号的第二谱峰索引，并根据第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数，再接着根据整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延，进一步，根据目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出目标线性调频信号的小数倍时延，最后，根据整数倍时延和小数倍时延，确定目标线性调频信号的到达时刻。能够确定出目标线性调频信号的整数倍时延和小数倍时延，并基于整数倍时延和小数倍时延确定出精准的目标线性调频信号的到达时刻，有利于提高确定线性调频信号的到达时刻的准确性，有利于提高无人机定位功能通信的稳定性和准确性。

在一个可能的示例中，在所述根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数方面，所述确定单元502具体用于：

根据所述第一谱峰索引，确定第一数值，所述第一数值为所述整数倍时延系数和整数倍频偏系数之和；

根据所述第二谱峰索引，确定第二数值，所述第二数值为所述整数倍时延系数和所述整数倍频偏系数之差；

根据所述第一数值和所述第二数值，确定所述整数倍时延系数。

在一个可能的示例中，在所述根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延方面，所述确定单元502具体用于：

在第二预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到多个第一线性上频信号；

确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值；

根据所述多个估计值，确定第一估计值；

根据所述第一估计值，确定所述小数倍时延系数；

根据所述小数倍时延系数和码片周期，确定所述小数倍时延。

在一个可能的示例中，在所述确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值方面，所述确定单元502具体用于：

对每一第一线性上频信号执行如下操作，以得到所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的所述多个估计值：

确定当前处理的第一线性上频信号的第一线性信号公式中小于最小频率间隔的目标项；

确定所述目标项的补偿序列；

根据所述补偿序列和所述第一线性信号公式，确定第二线性信号公式；

确定所述小数倍时延系数的等效区间；

根据所述等效区间和所述第二线性信号公式，确定谱峰模值最大时所述等效区间中的目标等效值，并将所述目标等效值作为所述估计值。

在一个可能的示例中，在所述根据所述多个估计值，确定第一估计值方面，所述确定单元502具体用于：

确定所述多个估计值中互不相同的至少一个第二估计值；

确定每一第二估计值在所述多个估计值中重复出现的目标次数；

将所述目标次数最大的第二估计值作为所述当前处理的第一线性上频信号的所述第一估计值。

在一个可能的示例中，所述目标信标接收机与目标服务连接，在所述根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻之后，所述传输单元503具体用于：

确定所述目标线性调频信号的信号强度、所述无人机的位置信息和目标身份码；

向所述目标服务器发送所述到达时刻、所述信号强度、所述位置信息和所述目标身份码。

需要说明的是，上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。

本实施例提供的电子设备，用于执行上述线性调频信号到达时刻的确定方法，因此可以达到与上述实现方法相同的效果。

在采用集成的单元的情况下，电子设备可以包括处理模块、存储模块和通信模块。其中，处理模块可以用于对电子设备的动作进行控制管理，例如，可以用于支持电子设备执行上述功能单元执行的步骤。存储模块可以用于支持电子设备执行存储程序代码和数据等。通信模块，可以用于支持电子设备与其他设备的通信。

其中，处理模块可以是处理器或控制器。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，数字信号处理(digital signal processing，DSP)和微处理器的组合等等。存储模块可以是存储器。通信模块具体可以为射频电路、蓝牙芯片、Wi-Fi芯片等与其他电子设备交互的设备。

本申请实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质存储用于电子数据交换的计算机程序，该计算机程序使得计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤，上述计算机包括电子设备。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，上述计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，上述计算机程序可操作来使计算机执行如上述方法实施例中记载的任一方法的部分或全部步骤。该计算机程序产品可以为一个软件安装包，上述计算机包括控制平台。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储器中，存储器可以包括：闪存盘、只读存储器、随机存取器、磁盘或光盘等。

以上对本申请实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种线性调频信号到达时刻的确定方法，其特征在于，应用于无人机的目标信标接收机，所述方法包括：

接收目标线性调频信号；

在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；

分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；

根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；

根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延；

根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延；

根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数，包括：

根据所述第一谱峰索引，确定第一数值，所述第一数值为所述整数倍时延系数和整数倍频偏系数之和；

根据所述第二谱峰索引，确定第二数值，所述第二数值为所述整数倍时延系数和所述整数倍频偏系数之差；

根据所述第一数值和所述第二数值，确定所述整数倍时延系数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延，包括：

在第二预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到多个第一线性上频信号；

确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值；

根据所述多个估计值，确定第一估计值；

根据所述第一估计值，确定所述小数倍时延系数；

根据所述小数倍时延系数和码片周期，确定所述小数倍时延。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的多个估计值，包括：

对每一第一线性上频信号执行如下操作，以得到所述多个第一线性上频信号的小数倍时延系数的所述多个估计值：

确定当前处理的第一线性上频信号的第一线性信号公式中小于最小频率间隔的目标项；

确定所述目标项的补偿序列；

根据所述补偿序列和所述第一线性信号公式，确定第二线性信号公式；

确定所述小数倍时延系数的等效区间；

根据所述等效区间和所述第二线性信号公式，确定谱峰模值最大时所述等效区间中的目标等效值，并将所述目标等效值作为所述估计值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个估计值，确定第一估计值，包括：

确定所述多个估计值中互不相同的至少一个第二估计值；

确定每一第二估计值在所述多个估计值中重复出现的目标次数；

将所述目标次数最大的第二估计值作为所述当前处理的第一线性上频信号的所述第一估计值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标信标接收机与目标服务连接，在所述根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻之后，所述方法还包括：

确定所述目标线性调频信号的信号强度、所述无人机的位置信息和目标身份码；

向所述目标服务器发送所述到达时刻、所述信号强度、所述位置信息和所述目标身份码。

7.一种线性调频信号到达时刻的确定装置，其特征在于，应用于无人机的目标信标接收机，所述线性调频信号到达时刻的确定装置，包括：接收单元和确定单元，其中，

所述接收单元，用于接收目标线性调频信号；

所述确定单元，用于在第一预设条件下解调所述目标线性调频信号，得到第二线性上频信号和线性下频信号；

所述确定单元，还用于分别确定所述第二线性上频信号的第一谱峰索引和所述线性下频信号的第二谱峰索引；

所述确定单元，还用于根据所述第一谱峰索引和所述第二谱峰索引，确定整数倍时延系数；

所述确定单元，还用于根据所述整数倍时延系数和码片周期，确定整数倍时延；

所述确定单元，还用于根据所述目标线性调频信号中的第一线性上频信号确定出所述目标线性调频信号的小数倍时延；

所述确定单元，还用于根据所述整数倍时延和所述小数倍时延，确定所述目标线性调频信号的到达时刻。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、通信接口，以及一个或多个程序，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置由所述处理器执行，所述程序包括用于执行如权利要求1-6任一项所述的方法中的步骤的指令。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行如权利要求1-6任一项所述的方法。