曾辉艳，华宇，李实锋



一种基于MUSIC算法的天地波识别方法

曾辉艳1,2,3，华宇1,2，李实锋1,2

（1. 中国科学院国家授时中心，西安 710600； 2. 中国科学院精密导航定位与定时技术重点实验室，西安 710600； 3. 中国科学院研究生院，北京 100039）

基于我国BPL长波脉冲信号的特征，利用MUSIC（多信号分类）算法对BPL天、地波延迟进行估计，实现天、地波识别。对传统谱估计IFFT（快速傅里叶逆变换）算法和现代谱估计MUSIC算法进行了仿真和比较，结果表明，这两种方法在较低信噪比条件下可有效分离天、地波，且识别误差都能控制在±5μs内，但MUSIC算法比IFFT算法具有更高的精度和分辨率。

BPL长波信号；天地波识别；MUSIC算法

中国科学院国家授时中心（NTSC）承担发播的我国长波BPL授时信号覆盖我国大部分区域，其信号体制与罗兰-C系统基本相同。BPL接收机接收到的信号是天、地波合成信号。由于受电离层影响，天波信号传播时间较难预测；地波信号传播比较稳定且可以预测。因此，为了保证授时和定时精度，一般选用地波信号来工作。

接收机定时是以地波信号载波上某一相位零点为基准点的。事实上，天波信号和地波信号在基准点处叠加会令基准点的相位改变，因此天波信号会影响接收机定时精度。天、地波识别的主要目的是使基准点落在地波区。基准点位置的选择非常复杂：基准点太迟，则无法保证基准点落在地波区；太早又会由于在BPL脉冲信号上升沿的采样幅度不够，信噪比（SNR）低，受噪声影响大。避开天波干扰的传统方法是将基准点选在BPL地波脉冲组信号的第一个脉冲的第3周末过零点处（即脉冲开始后30μs处）[1-2]。……