魏平姣，刘纪元，焦学峰，徐 驰

（1.沈阳航空航天大学 电子信息工程学院，辽宁 沈阳 110136；

2.中国科学院声学研究所 北京 100080；3.北京航瑞博泰科技有限公司 北京 100102）

明渠水位测量方法有很多，有机械测量法，水声测量法，超声波测量法。因机械测量方法存在很多人为因素，导致测量结果出现较大误差。现在一般都采用水声和超声来测量水位，声纳系统发出声波到水面，水面反射信号到声纳系统的接收系统，根据信号的发出时刻和接收时刻的时间差，来确定水位。由于时延估计在距离测量方面具有很大的应用价值，因而国内外有很多的学者致力于这方面的研究，目前已经取得了很多成果。时延估计方法的种类繁多，从性能上讲也都各有千秋，在不用应用背景有时需要采用不同的时延估计方法以达到最好的估计效果。文中对现有的一些时延估计方法进行分析，结合超声测距系统的实际情况，针对明渠超声水位测量提出一种改进的延时估计距离测量方法。

1 延时估计方法简介

相关法是时延估计的基本方法，其原理是利用信号的自相关函数Rxx（τ）在τ=0的时取得最大值，该方法原理简单，计算量小，容易实现，但它的不足之处是要求信号和噪声、噪声和噪声互不相关，对非平稳信号和可变时延估计的估计误差大，甚至不能估计。由于声纳系统收到的回波信号具有高阶相位性，幅值随时间变化的非平稳信号，且噪声是与信号是相关的，在这个应用条件下，相关法就显得不适用。……