直升机航空电磁收录装置及发射源参数识别方法

摘要

本发明属于航空电磁探测领域，涉及一种直升机航空电磁收录装置及发射源参数识别方法，通过直升机平台搭载，包括磁场传感器和接收机，所述磁场传感器固定于直升机下方吊舱，通过长距离信号线与机舱内接收机连接，所述接收机的控制器内运行高频m序列编码发射源参数识别软件，接收机通过控制器启动采集卡采集数据；采集卡板载时钟通过PXIe背板路由至计数卡，经计数卡分频后作为同步信号同步发射机；所述发射机内部使用电流传感器收录激发电流数据，通过线缆传输至接收机，所述接收机运行高频m序列编码发射源参数识别软件通过采集的发射机的电流数据，对发射机进行参数识别。能够准确感知其二次感应场的变化，精确快速地收录海量数据。

权利要求

1.一种高频m序列编码发射源参数识别方法，其特征在于，包括如下步骤：A)循环录入长度不断增加的m波形电流数据进行线性自相关运算，直至出现相邻两个明显尖峰，其间隔为m波形电流的周期，对单周期m波形电流数据做循环自相关运算，取1/5T～4/5T内数据取均值得到循环自相关函数最小值min的估计值，其中，m序列为最长线性移位寄存器序列；

n

B)采用最小值min的估计值，利用公式 求得阶数估计值N，根据公式，N＝2 ‑

1，得到阶数n；

C)根据公式 并取整，求得码元频率；

D)根据已知的采样率，以及求取的阶数和码元频率，使用当前阶数下所有可能的反馈系数，生成可能的m序列，与待测m波形进行对比，判断待测序列最可能采用的反馈系数；

E)根据已知的采样率、求取的阶数、码元频率和最可能采用的反馈系数，生成参考m序列，计算待测m波形与参考m序列重合所需的平移量，定义为其相位差，以参考m序列为参考，右移为平移正参考方向，将参考m序列和待测m波形做互相关运算，尖峰位置的互相关函数偏移量，为所求相位；

F)上述步骤所求得包括周期、阶数、码元频率、反馈系数和相位发射参数，对照发射机理论参数，综合评价其合理性，得出对航空电磁探测发射系统状态的基本判断。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括：A1)获取N点发射机电流波形发射时间内双极性电流数据，并取平均值，发射电流数据直接减去该均值以校正发射电流偏置，获得无偏置双极性发射电流；

A2)将无偏置双极性电流数据翻转至正向，并取均值，电流幅值在均值以下的数据点视为低幅值噪声，将其全部置零，将去除低幅值噪声的数据求得各极值点，并取均值，该均值数据被视为双极性发射电流幅值I的估计值；

A3)截取适当点数步骤A1中的无偏置双极性发射电流数据；

A4)调整阈值，使用滞回比较方法对步骤A3中截取的无偏置双极性发射电流数据进行二值化；

A5)二值化后数据线性自相关并归一化；

A6)小噪声数据置零，求极值，存入极值数组；

A7)判断极值数组长度是否大于1，若大于则进行下一步；

A8)取两个尖峰，其横坐标间隔为m波形周期T；

A9)按照步骤A8求取的周期，截取一个周期步骤A1中的无偏置双极性发射电流数据；

A10)对步骤A9截取的数据做循环自相关；

A11)对对步骤A9截取的数据做循环自相关后的数据取T/5～4T/5内数据取均值，作为循环自相关函数最小值min的估计值。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D包括:D1)读取反馈系数表；

D2)由已知采样频率Fs，求得的码元频率，阶数n，读取n对应的有限k个反馈系数，生成m序列；

D3)生成的m序列与步骤A9中截取的一个周期无偏置双极性待测发射电流做等长化处理；

D4)生成的m序列与步骤D3 中截取的待测电流做互相关处理；

D5)互相关函数取绝对值后求极值，并减去互相关函数绝对值的均值，差值为Dmm；

D6)判断阶数n对应的反馈系数是否遍历完毕；若是则进行下一步；

D7)找到差值Dmm的最大值对应的反馈系数；

D8)得出待测电流对应的反馈系数。

4.一种基于权利要求1所述方法的直升机航空电磁收录装置，其特征在于，通过直升机平台搭载，包括磁场传感器和接收机，所述磁场传感器固定于直升机下方吊舱，通过长距离信号线与机舱内接收机连接，所述接收机的控制器内运行高频m序列编码发射源参数识别软件，接收机通过控制器启动采集卡采集数据；采集卡板载时钟通过PXIe背板路由至计数卡，经计数卡分频后作为同步信号同步发射机；所述发射机内部使用电流传感器收录激发电流数据，通过线缆传输至接收机，所述接收机运行高频m序列编码发射源参数识别软件通过采集的发射机的电流数据，对发射机进行参数识别，所述接收机运行高频m序列编码发射源参数识别软件，其执行如权利要求1所述的高频m序列编码发射源参数识别方法。

5.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，所述磁场传感器包括三分量空心接收线圈、前置放大电路、保护固定结构以及传输线缆，三分量接收线圈由相互垂直的三个空心线圈组成，其中Z分量的空心线圈为圆形，平行于吊舱平面固定，X分量的空心线圈与Y分量的空心线圈组成一个正方体，其中X分量的空心线圈包括一组平行的正方形差分空心线圈，另一组正方形差分空心线圈组成Y分量的空心线圈，X分量的空心线圈与Y分量的空心线圈垂直于吊舱平面固定，使用塑料螺丝将线圈安装于保护结构内，整体固定于吊舱中心处，使接收线圈与发射线圈构成同心圆；或固定于吊舱偏心处，使接收线圈与发射线圈不构成同心圆；信号线跟随吊舱绳索向上延伸，经过固定于绳索上的前置放大电路后，连接至直升机机舱内的接收机。

6.按照权利要求4所述的装置，其特征在于，发射机内使用电流传感器感知激发电流信号与接收机接收的电磁响应信号一同经采集卡转换，各通道数据通过总线传递至控制器。

说明书

直升机航空电磁收录装置及发射源参数识别方法

技术领域

[0001] 本发明属于航空电磁探测领域，具体而言涉及适用于直升机平台的针对高频m序列发射源的宽频带三分量磁场传感器和高采样率、高速电磁法接收机的直升机航空电磁收
录装置及发射源参数识别方法。

背景技术

[0002] 直升机航空电磁法是航空电磁法(AEM)的一种。直升机电磁法勘探系统以直升机为载体，在飞行过程中，通过吊舱上发射线圈产生的大发射磁矩激发地下介质，地下介质因
涡流效应产生二次感应场，利用接收装置对二次场信号进行接收，根据电磁场理论实现对
地下介质电阻率结构的解释。直升机航空电磁法收录系统包括接收机和磁场传感器，是直
升机航空电磁法勘探系统的核心组成部分。

[0003] 传统的航空时间域电磁法一般采用基频为25Hz、75Hz、125Hz等的双极性多边形发射电流，由于发射源频率较低对地下浅层异常体丢失了探测精度，由于接收机采样率限制、
一次场干扰等影响勘探结果，存在浅层探测盲区。

[0004] m序列，全称最长线性移位寄存器序列，作为目前应用最广泛的一种伪随机序列已被应用于通信领域，如扩频通信、卫星通信的码分多址、数字数据中的加密等。在地球物理
领域，伪随机编码作为发射波形已被应用于地面和海洋的多道瞬变电磁系统(MTEM)，实现
了矿产资源的高分辨探测，说明其拥有更强的分辨能力，展现出了浅层探测的潜力。近年来
首次提出将高频伪随机码源应用于直升机航空平台，旨在将高频伪随机序列码源低噪声浅
层探测能力与直升机航空电磁探测平台低成本、高灵活性、更适合复杂地形调查的优势相
结合。该系统采用200kHz码元频率的伪随机编码发射电流，对收录系统从传感器带宽、接收
机采样率到实时数据存储速率的要求均远高于以往。

[0005] 直升机航空电磁探测系统单架次飞行3小时，其间工作人员无法干涉仪器设备运行。发射机与接收机不同源导致的两系统时钟漂移、负载对发射电流的影响和发射机故障
等可能性必须考虑，若设备工作异常，将造成较大的损失。因此，飞行前，在地面对系统工作
状态做出准确判断，及时做出修复和飞行中及时发现工作异常，及时建议返航挽回损失都
极为重要。传统的直升机航空电磁探测系统采用的双极性多边形发射电流(如双极性三角
波、双极性梯形波等)有明显的时域特征，观测方便；利用感应信号抽道实时显示配合短暂
闭合安装于吊舱的人工异常线圈的方法可了解接收系统状态。而伪随机编码作为航空电磁
探测发射源，难于直接在时域观测，且不适用常规抽道方法处理，因此无法直接沿用以往判
断系统工作状态的方法。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种直升机航空电磁收录装置及发射源参数识别方法，适用于高频m序列激发源的，能够准确感知其二次感应场的变化，精确快速地
收录海量数据。

[0007] 本发明是这样实现的，

[0008] 种高频m序列编码发射源参数识别方法，包括如下步骤：

[0009] A)循环录入长度不断增加的m波形电流数据进行线性自相关运算，直至出现相邻两个明显尖峰，其间隔为m波形电流的周期，对单周期m波形电流数据做循环自相关运算，取
1/5T～4/5T内数据取均值得到循环自相关函数最小值min的估计值；

[0010] B)采用最小值min的估计值，利用公式 求得阶数估计值N，对阶数估计值取整，得到阶数；

[0011] C)根据公式 并取整，求得码元频率估计值；

[0012] D)根据已知的采样率，以及求取的阶数和码元频率，使用当前阶数下所有可能的反馈系数，生成可能的m序列，与待测m波形进行对比，判断待测序列最可能采用的反馈系
数；

[0013] E)计算待测m波形与参考m序列重合所需的平移量，定义为其相位差，以参考m序列为参考，右移为平移正参考方向，将参考m序列和待测m波形做互相关运算，尖峰位置的互相
关函数偏移量，为所求相位；

[0014] F)上述步骤所求得包括周期、阶数、码元频率、反馈系数和相位的发射参数，对照发射机理论参数，综合评价其合理性，对航空电磁探测发射系统状态的基本判断。

[0015] 进一步地，所述步骤A具体包括：

[0016] A1)获取N点发射机电流波形发射时间内)双极性电流数据，并取平均值，发射电流数据直接减去该均值以校正发射电流偏置，获得无偏置双极性发射电流；

[0017] A2)将无偏置双极性电流数据翻转至正向，并取均值，电流幅值在均值以下的数据点视为低幅值噪声，将其全部置零，将去除低幅值噪声的数据求得各极值点，并取均值，该
均值数据被视为双极性发射电流幅值I的估计值；

[0018] A3)截取适当点数步骤A1中的无偏置双极性发射电流数据；

[0019] A4)调整阈值，使用滞回比较方法对电流数据进行二值化；

[0020] A5)二值化后数据线性自相关并归一化；

[0021] A6)小噪声数据置零，求极值，存入极值数组；

[0022] A7)判断极值数组长度是否大于1，若大于则进行下一步；

[0023] A8)取两个尖峰，其横坐标间隔为m波形周期T；

[0024] A9)按照步骤A8求取的周期，截取一个周期步骤A1中的无偏置双极性发射电流数据；

[0025] A10)对步骤A9截取的数据做循环自相关；

[0026] A11)对T/5～4T/5内数据取均值，作为循环自相关函数最小值min的估计值.

[0027] 进一步地，步骤D包括:

[0028] D1)读取反馈系数表；

[0029] D2)由已知采样频率Fs，求得的码元频率，阶数n，读取n对应的有限m个反馈系数，生成m序列；

[0030] D3)生成的m序列与步骤A9中截取的一个周期无偏置双极性待测发射电流做等长化处理；

[0031] D4)生成的m序列与步骤D5中截取的待测电流做互相关处理；

[0032] D5)互相关函数取绝对值后求极值，并减去互相关函数绝对值的均值，差值为Dmm；

[0033] D6)判断阶数n对应的反馈系数是否遍历完毕；若是则进行下一步；

[0034] D7)找到差值Dmm的最大值对应的反馈系数；

[0035] D8)得出待测电流对应的反馈系数。

[0036] 一种基于权利要求1所述方法的直升机航空电磁收录装置，通过直升机平台搭载，包括磁场传感器和接收机，所述磁场传感器固定于直升机下方吊舱，通过长距离信号线与
机舱内接收机连接，所述接收机的控制器内运行高频m序列编码发射源参数识别软件，接收
机通过控制器启动采集卡采集数据；采集卡板载时钟通过PXIe背板路由至计数卡，经计数
卡分频后作为同步信号同步发射机；所述发射机内部使用电流传感器收录激发电流数据，
通过线缆传输至接收机，所述接收机运行高频m序列编码发射源参数识别软件通过采集的
发射机的电流数据，对发射机进行参数识别。

[0037] 进一步地，所述磁场传感器包括三分量空心接收线圈、前置放大电路、保护固定结构以及传输线缆，三分量接收线圈由相互垂直的三个空心线圈组成，其中Z分量的空心线圈
为圆形，X分量的空心线圈与Y分量的空心线圈组成一个正方体，其中X分量的空心线圈包括
一组平行的正方形差分空心线圈，另一组正方形差分空心线圈组成Y分量的空心线圈，X分
量的空心线圈与Y分量的空心线圈平行于吊舱平面，使用塑料螺丝将线圈安装于保护结构
内，整体固定于吊舱中心处，使接收线圈与发射线圈为同心圆；或固定于吊舱偏心处，使接
收线圈与发射线圈不构成同心圆；信号线跟随吊舱绳索向上延伸，经过固定于绳索上的前
置放大电路后，连接至直升机机舱内的接收机。

[0038] 进一步地，发射机内使用电流传感器感知激发电流信号与接收机接收的电磁响应信号一同经采集卡转换，各通道数据通过总线传递至控制器。

[0039] 本发明与现有技术相比，有益效果在于：本发明方法采用高频m序列发射时，针对m序列编码的发射波形采用参数识别方法判断系统工作状态，并且参数可供进一步数据分
析。本装置传感器收录三个分量磁场信息，并大幅度提升有效带宽，避免高频信息丢失，适
应高频m序列激发场下的磁场信息收录；接收机针对需求下的1.25MSa/s/ch(每秒每通道一
兆个采样点)的高频6通道采样产生的的海量数据。

附图说明

[0040] 图1是直升机航空电磁法勘察系统组成图；

[0041] 图2是直升机航空电磁法三分量磁场传感器结构图；

[0042] 图3是直升机航空电磁法接收机内部结构框图；

[0043] 图4是直升机航空电磁法接收机收录软件界面；

[0044] 图5是系统发射参数识别方法流程图；

[0045] 图6是伪随机发射电流数据；

[0046] 图7是参数识别结果。

具体实施方式

[0047] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。

[0048] 参见图1结合图2所示，高频m序列编码发射源的直升机航空电磁法收录系统由磁场传感器和接收机两部分组成。其中，三分量磁场传感器由三分量空心接收线圈4和前置放
大电路2两个基本部分组成，并包含必需的传感器第一保护固定结构43、第二保护固定结构
44和传输线缆3，其中。三分量接收线圈由相互垂直的三个空心线圈组成，其中Z分量(垂直
于吊舱平面方向)的空心线圈41为圆形，X分量空心线圈绕制于由第一线槽421、第二线槽
422、第三线槽423和第四线槽424组成的线框以及对称的四个线槽组成的骨架结构上，构成
差分线圈结构；同理，Y分量空心线圈绕制于由第五线槽425、第六线槽426、第七线槽427和
第八线槽428组成的线框以及对称的四个线槽组成的骨架结构上，构成差分线圈结构，X、Y
分量平行于吊舱平面。各线圈的谐振频率参数应通过绕线匝数等方式调整一致。使用塑料
螺丝将线圈安装于保护结构内，整体固定于吊舱中心处，使接收线圈4与发射线圈5为同心
圆，也可以固定于吊舱偏心处，使接收线圈4与发射线圈5不构成同心圆。信号线3跟随吊舱
绳索向上延伸，经过固定于绳索上的前置放大电路2后，连接至直升机机舱内的接收机1，该
信号线缆总长度在30至40米之间。

[0049] 三分量磁场传感器空心线圈结构采用无磁材料制作。Z分量接收线圈41为直径0.5米的圆形空心线圈，采用中心抽头绕线方式的铁氟龙镀银铜线绕制而成，Z分量接收线圈尼
龙骨架凿有12个等间隔圆形通孔，用于固定。X和Y轴接收线圈42为边长0.2米的正方形空心
线圈，二者相互垂直，组成一个镂空的正方体形状。底部四个棱凿有4个等间距的圆形通孔，
用于固定。三个垂直分量空心线圈利用圆形通孔，使用航空塑料螺丝可靠固定于圆形的高
分子聚乙烯材料底座44，并使用半球形亚克力透明保护罩43与底座44紧密固定，将接收线
圈完全包裹，避免飞行过程中气流对线圈的扰动。为抑制长距离信号传输过程中产生的共
模噪声，空心线圈均采取的中心抽头绕线方式形成了对称的差分结构。为提升传感器带宽，
在吊舱体积、重量等限制下，通过控制空心线圈匝数、绕线层数、绕线方式和增加隔层等方
式，将三个分量的空心线圈谐振频率均调整至150kHz以上，减小信号高频成分畸变。

[0050] 三分量空心接收线圈三路信号单独放大，采用两级三运放结构的仪用前置放大电路2。前级选用低电压电流噪声的通用放大器，后级采用全差分放大器，使用精密电阻保证
电桥平衡。在匹配差分空心线圈三端输出结构的同时，能够提供极高共模和差模输入阻抗，
很低的输出阻抗，稳定的、较高的放大倍数和极高的共模抑制比。前置放大电路的设计考虑
空心线圈高带宽特性，在保证较高增益前提下使空心线圈带宽内具有平稳的幅频特性，避
免放大环节产生高频信号畸变。前置放大电路前端设计有匹配电路，使用精密电阻与空心
线圈输出端并联，用以调整线圈的阻尼比，避免信号时域震荡。

[0051] 参见图3，高采样率直升机航空电磁法接收机1由直升机搭载，固定于机舱内标准机架上相应位置，由直升机发电机提供28V直流电源。在接收机外部，前面板内嵌高亮工业
显示器用于保证野外强光环境下的人机交互，内嵌按键矩阵用于控制接收机总电源、前置
放大电路电源、同步信号、触发信号、辅助功能等开关；后面板内嵌连接各信号线、数据线与
电源线的航空连接器；接收机机箱内部，固定着PXIe机箱、电源转接电路板和信号转接电路
板。PXIe机箱内包含3U尺寸的控制器13、采集卡14、计数卡15，及直升机航空条件下必需的
28V直流转ATX电源模块，各板卡通过PXIe背板总线12实现信息高速传递；电源管理19转接
电路板分别供给PXIe机箱、工业显示器、数字隔离与信号调理模块以及磁场传感器前置放
大电路所需的28伏、12伏、5伏和正负15伏直流电源；信号转接板包含了必要的通信接口转
换、开关控制、光耦隔离、信号单端化调理功能和必要的保护电路。

[0052] 高采样率直升机航空电磁法收录系统实现对二次场感应信息的完整收录，包括以下步骤：

[0053] 参见图3，高采样率直升机航空电磁法接收机与操作人员通过VGA接口连接的内嵌工业显示器161和通过USB接口连接的鼠标163键盘162实现人机交互功能。仪器启动后，采
集卡15开始采集，且产生的与设置的采样率关联的时钟信号，经PXIe背板触发总线12路由
至计数卡，分频至50Hz后作为同步信号，通过光耦隔离，经同步线缆同步发射机。发射系统
正常工作后，包含一次激发场与二次感应场的磁场信号被差分结构的三分量空心线圈获
取，感应电压由传输线缆接入信号调理模块18，分别经过滤波、放大和单端化处理后，由电
磁接收机内高采样率采集卡14以1.25MSa/s/ch(每秒每通道一兆个采样点)的速率完成高
速模数转换。同时，发射机内使用电流传感器感知激发电流信号，与电磁响应信号和辅助装
置17信号一同经采集卡14转换，各通道数据通过背板总线12传递至控制器13内存，由软件
控制实时存储至内部固态硬盘及外置固态硬盘。

[0054] 直升机提供的28伏直流电源经短接保护、过流保护、无源滤波和DC‑DC隔离处理后，使用合适功率的多块DC‑DC模块，分别给PXIe机箱、工业显示器、数字隔离与信号调理和
接收传感器前置放大电路所需的28伏、12伏、5伏和正负15伏直流电源。接收机机箱内所用
到的DC‑DC隔离电源模块均设计了对应的散热装置，保证运行于适宜的工作温度环境。

[0055] 开始采集前，需要经过以下操作：

[0056] 参见图4，接收机1经十分钟以上预热后，可准备开始工作。通过接收机前面板内嵌工业显示器161和外接键盘162、鼠标163，对图4所示的收录软件进行操作。根据实际勘测任
务需要、发射系统参数等，在“工作设置”选项卡中，设置发射信号基频、采样频率，电流增
益、主存储路径(内置固态硬盘)和从存储路径(方便航次间数据转移的外置固态硬盘)及其
文件格式、存储目录名、工作描述、航次间隔、测线间隔、背景线间隔，并可输入TEM装置结构
简要说明文字。

[0057] 2.待发射系统就绪后，通过接收前面板上开关给传感器前置放大电路供电。点击收录软件上“启动采集”按钮，按钮由红变绿，此时，采集卡与计数卡开始工作，若此时查看
“核对波形”选项卡，可见各通道外部噪声信号波形。在采集卡工作的同时，由采集卡板载时
钟产生的时钟滴答信号经背板路由至计数卡，经分频后产生50Hz方波信号，经过信号转接
电路光耦隔离后，输出幅值12V的50Hz方波，作为同步信号同步发射机。发射机收到同步信
号后，方能开始发射瞬变电流。

[0058] 3.点击“启动采集”按钮后，接收机采集卡和计数卡开始工作，但数据尚未开始存储。在开启发射机前，应点击收录软件上“开始飞行”按钮(或F2快捷键)，按钮由红变绿，接
收机开始按1秒钟一个文件的方式存储采集的数据至固态硬盘，内置固态硬盘与外置固态
硬盘数据内容完全一致，外置固态硬盘可选择使用数据量更小的格式。

[0059] 4.在发射机正常发射瞬变电流后，一次激发场和二次感应场被三分量磁场传感器以三个相互垂直的方向感知，根据法拉第电磁感应定律，产生与磁场变化率相关的感应电
动势，三个通路的微弱感应电压信号经前置放大电路放大，传输至直升机机舱内接收机；与
此同时，发射机内使用基于霍尔效应的电流传感器获取发射电流波形，也作为一个信号通
道，汇总至接收机，由采集卡以24位、1.25MSa/s/ch的参数进行高速高精度模数转换，并由
收录软件控制，以可靠方式存储至固态硬盘中。

[0060] 5.在实际勘察工作中，直升机拉升至900米高空时，应点击“开始背景”按钮，存储背景场数据，便于地面后期数据处理中去除背景场干扰。在正常飞行高度时，点击“开始测
线”按钮，开始单条测线的数据收录。

[0061] 6.直升机进入每条测线都应重新点击“开始测线”按钮，在内存中按文件夹组织存储测线数据。当本次飞行勘察任务结束，飞机降落在机场时，应将外置固态硬盘弹出系统，
连接至地面工作站处理，并为接收机替换备用固态硬盘，勘察系统可及时开展下一航次飞
行任务。

[0062] 针对m序列发射波形的系统工作状态判别方法，从接收系统角度出发，在仅已知采样频率的条件下对发射机发射的电流波形数据进行实时的参数识别，实测参数与发射电流
理论参数进行对照，给出发射机至接收机整个系统工作状态的提示。特别地，接收机内处理
器资源将大部分倾斜于高采样率的数据全波收录过程，因此，参数识别方法应当避免过于
复杂的运算，权衡执行效率与效果。

[0063] 进一步的，系统工作状态判别方法基于m序列具有良好的自相关特性，其自相关函数类似白噪声的自相关函数(δ函数)。该方法对电流采样数据进行分析，实时识别发射参数
包括周期、阶数、码元频率、反馈系数和相位差，具体而言参见图5：

[0064] A、周期，即m序列生成时各寄存器的初始值。参与自相关运算的m波形长度大于一个周期时，其自相关函数将会呈现一个以上的尖峰，据此，截取1至2个周期适当长度的m波
形数据进行自相关运算，相邻两个明显尖峰的间隔即为其周期。实际电流波形因为噪声的
存在，这一过程将直接导致其自相关函数各尖峰附近出现抖动，难以确定各尖峰横坐标。考
虑到循环截取序列长度过程中，自相关函数尖峰附近的噪声频率也处于动态的变化之中，
常规的滤波方法不易成为简洁高效的消噪选择。参见图6，本发明提出，首先以滞回比较的
方法对电流波形进行二值化处理，对二值化后的波形做自相关，回避对自相关函数曲线消
噪的环节。合适的阈值使滞回比较后产生的二值波形不再存在边沿处的震荡，从根源上去
除了自相关函数尖峰附近抖动对求极值产生的干扰，达到简单快速求取各尖峰位置的目
的。在二值化的过程中，滞回比较的阈值的选择应在合理范围内，阈值过小，将会产生误跳
变，边沿处的二值化抖动的效应同样会体现在其自相关函数的尖峰周围；阈值过大，跳变条
件过于严苛，将会带来二值化后相位的偏移，码元宽度失真，将带来二值化误差。

[0065] B、阶数，即m序列生成时移位寄存器个数。对实测电流波形做循环自相关运算，考虑到实际电流的噪声带来理论最小值min的波动，在求min时，宜用截取合适长度取均值的
方法处理。结合对电流幅值的估计值I，利用公式

[0066]

[0067] 求得阶数估计值N。对阶数估计值取整，得到阶数。

[0068] C、码元频率，即移位寄存器移位时钟频率，其倒数称为码元宽度，简称码宽。根据公式

[0069]

[0070] 并取整，求得码元频率估计值。(取整数有利于生成参考m序列，但码元频率并不一定是整数)。

[0071] D、反馈系数是确定的移位寄存器个数(阶数)下的反馈抽头分布。对于确定的阶数n，构成最长线性反馈移位寄存器序列(m序列)的反馈系数是有限的，其必须满足本原多项
式。因此，在采样率已知，阶数、码元频率已经求得的情况下，可以使用当前阶数下所有可能
的反馈系数，生成可能的m序列，与待测m波形进行对比，判断待测序列最可能采用的反馈系
数。生成的对比序列(0，1序列)在转换成对称幅值序列时，有两种逻辑，在无法知晓待测电
流波形是何种逻辑时，互相关的对比方式可以很好解决这个问题。根据互相关的性质，两个
序列越相似，越正相关的位置将会出现越大的幅值，越负相关的位置，将会出现越大的负向
幅值。因此，将互相关结果取绝对值，无论待测m波形与对比m序列采用何种转换逻辑，都可
以认为，出现最明显峰值的即是最可能的反馈系数。

[0072] E、从发射角度而言，生成序列时必须赋予各移位寄存器以初始值，即初始状态。而对于接收者，在随机截取一段观测数据的条件下，无法推测出初始状态.为此，本实施例中
引入参考m序列的概念，即接收者生成这样一个m序列：其阶数、码元频率、采样率、反馈系数
均与待测m波形相同，只有初始状态由接收者自定义，以此为参考，计算待测m波形与参考m
序列重合所需的平移量，定义为其相位差。以参考m序列为参考，右移为平移正参考方向。基
于以上定义，将参考m序列和待测m波形做互相关运算，尖峰位置的互相关偏移量，即为所求
相位。

[0073] 参见图7，为一次参数识别的显示结果。

[0074] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。