从理论上分析和推导了单传感器测距测速的几何交汇模型,该模型结合二维栅格搜索策略对具有稳定线谱的匀速直线运动目标进行距离和速度的估计。为满足交汇模型的测频精度要求,介绍了对短样本信号进行测频的谱估计法、过零法和Hilbert方法。把多组对应一定特征频率、正横距离、目标速度和信噪比的目标通过信号代入交汇模型进行计算机仿真,相应得出一系列测量误差曲线,分析结果表明,对于一定参数的通过信号该模型可以较精确的估计出目标的正横距离及速度。

水声脉冲测距系统中,测时精度决定了系统整体的测距精度。提出了一种基于三次样条插值的测时方法。该方法通过三次样条插值重新构建信号,精确求出每个载波周期的峰值,从而提取出信号包络。在对信号包络进行平滑后通过求解斜率最大值来估计时延。实验结果与理论分析是一致的,表明该方法对水声脉冲信号测时可以达到很高的精度。