电子信息技术

本发明公开了一种井间定位信号频率估计方法，涉及信号处理方法技术领域。所述方法包括如下步骤：对原始井间定位信号x(n)进行DFT计算得到相应的幅度谱X(k)；搜索幅度谱X(k)主瓣内幅值最大谱线所对应的频率索引值k0，并使用IRife插值算法计算初步频率偏差δ’；将初步频率偏差δ’的值分成多个区间部分，每个区间部分采用不同的频率偏差插值估计算法计算频率偏差δ；根据计算出的频率偏差δ估计出井间定位信号的频率。所述方法具有实现简单、抗干扰能力强、提高了单频信号频率估计的精度，适合对单频正弦信号的频率进行实时、高精度估计等优点。

工程实践中DFT算法对信号x(n)进行频率检测及估计，其优势为计算速度快，能明显提升正弦信号的信噪比增益，不足之处在于DFT分辨率与观测时间互成倒数，当观测时间固定后分辨率就不能再缩小了。通常利用DFT对正弦信号进行频率估计分为粗估计和细估计两步，首先对原始信号进行DFT计算，找出幅度谱最大谱线所对应的频率作为粗估计频率，然后再利用频率细化或者频率插值对粗估计频率进行校准。现有频率估计算法均存在的问题是：估计精度与算法计算量成正相关，即算法精度越高其计算量越大且复杂；极端信噪比条件下表现不理想。本发明将针对此研究领域提出自动分段单频信号频率(ASQR)插值算法。

插值法是研究者投入精力最多的一种频率参数估计方法，其中又以Rife插值算法和Quinn插值算法最具代表性，其基本原理是分别用信号幅度谱主瓣内的两条谱线的幅值比和实数部分幅值比分别进行插值计算，这两种算法实现简单、计算速度快，因此得到广泛的应用。两种算法均存在不足之处：Rife插值算法在偏差δ较小时，由于存在噪声干扰可能搜索到错误方向的次大谱线从而导致估计误差较大；Quinn插值算法由于仅用到幅度谱中实数部分比值进行插值计算，这就造成估计精度依赖于最大谱线的相位信息，但是当谱线接近kπ/2时最大谱线处信号分量实数部分为0，从而造成较大误差存在。

与现有技术相比，此技术方案所产生的有益效果在于：所述方法具有实现简单、抗干扰能力强、提高了单频信号频率估计的精度，适合对单频正弦信号的频率进行实时、高精度估计等优点。