摘要
精确的多普勒因子估计和有效的多普勒补偿对于可靠的、高速率的移动水下声通信至关重要。然而，虚假相关峰和漏检峰会降低估计精度，甚至导致估计失败。针对上述问题，本文提出了一种由粗到细的多普勒因子估计方法，该方法结合了复制相关、基于周期间隔的虚假峰判别以及多区间细化。首先，将接收信号与一组经多普勒缩放的同步波形副本进行互相关，以减轻失配并获得粗多普勒估计值。基于粗估计可获得多普勒缩放后的同步头间隔，从而通过整数倍间隔一致性检验来识别并剔除虚假相关峰。利用多普勒缩放后同步头间隔固有的整数倍结构，所提方法随后利用高斯-马尔可夫型加权最小二乘（WLS）估计器对保留的成对峰间隔进行组合，以闭式形式获得精细的多普勒因子估计值。通过利用已知的多头定时结构并联合融合多个间隔测量值，该方法限制了虚假相关峰的影响，降低了对单个峰位置误差的敏感性，从而提高了多普勒因子估计的精度。与具有代表性的现有多普勒因子估计方法进行的数值对比表明，在所研究的信噪比和径向速度范围内，所提方法具有良好的估计精度。进一步的仿真结果表明，所提方法对噪声引起的虚假相关峰具有良好的鲁棒性。对比海试结果表明，所提估计值通常与基于导航获取的参考值保持一致，进一步证明了所提方法在测试现场条件下的有效性。
