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文献综述
多普勒效应最早是在声学领域为人所熟知，于19世纪由奥地利物理学家多普勒发现[1]。多普勒效应就是一个信号源发射的信号被一个与之存在的相对运动目标所反射时，发射频率和反射频率就会出现差异，这种现象就称为多普勒效应[2]。多普勒法是以声学多普勒效应为基础，利用超声波测量频移，再根据相关公式测量出其速度。20世纪60年代以来，许多种光学测量技术在流体力学和燃烧学研究中获得了应用。例如Schlieren光学系统，x光技术，激光多普勒测速仪粒子成像测速仪分光技术等。这些非接触式流动测量技术大大推动了流体力学和燃烧学的发展[3]~[4]。
声波的传播速度远小于光速c，因而声波不符合相对论原理。当观测者相对于介质的运动速度Vr或波源相对于介质的运动速度Vs超过声波的传播速度V0时，观测者或波源运动到声波波前的前面，声波的多普勒效应不再有任何物理意义，因此有Vrnc、VsncV2s/C2=0、V2r/C2=0，于是可得声波的纵向多普勒频移公式f′=V0-Vrv0-Vsf[5]。其中f′为观测者所观测到的声波频率，f为声源所发出的声波频率。因为Vr处于分子而V处于分母，这表明声源的运动或观测者的运动所引起的频率的改变是不相同的。假如声源与观测者之间的相对运动速度一样，则声源运动、观测者不动，或者观测者动、声源不动，或者两者都运动，观测者所观测到的多普勒频移的结果是不一样的。因此，声波的纵向多普勒效应不仅与声源的运动有关，而且还与观测者的运动有关[6]。
现在设计的超声多普勒装置一般是：一个超声转换器与一个带有超声信号源的发射机相连。一个接收超声转换器与一个放大器和混频器相连。混频器进一步与解调器和滤波器连接，滤波器依次连接一个放大器和一个比较器。比较器输出端与控制器连接，控制器对比较器输出信号进行边沿检测。发射机产生超声能量，其从物体反射到接收转换器。发射的超声能量与反射的超声能量二者之间的频率偏移，通过应用多普勒效应得出物体的速度。通过混频器将发射的和反射的超声信号进行滤波而产生一个差频信号可以提高频率检测。用于测量移动物体速度的测速装置，其包括：一个超声波发射机，其带有发射转换器和输出信号源，用于产生超声能量；一个具有接收转换器的超声接收器，其用于接收从物体上反射的超声能量，并产生反射信号；一个混频器，其用于形成所述反射信号和所述输出信号之间的差频信号；一个控制器，其用来确定所述差频信号的频率；以及显示装置，其用来显示由所述差频信号的频率而得来的速度值。
多普勒测速的关键问题之一是要有一个频率短期稳定度很高，频谱很纯的振荡信号源。虽然早在60年代国内外文献[7]，已提出用方差来表示对多普勒测速频率短期稳定度的要求，但至今某些文献和实际工作中仍存在混乱现象。信号谱分析的主要数学方法可分为三大类1、离散时间傅立叶频谱(简称DFT)计算，包括一般FFT频谱(简称FFT谱) 2、离散傅立叶变换(DFT)频谱(简称DFT)计算，包括一般FFT频谱(简称FFT谱)计算和谱相关计算；3、以AR模型参数估计为代表的现代谱估计[8]。声多普勒计程仪的研究方兴未艾，但人们现如今更热衷于声多普勒流速剖面仪（ADCP）的研究[9~14]。
Griffiths提出了自适应线性预测滤波器结构的瞬时频率估计，最早将自适
应技术应用在信号的瞬时频率估计上。PTihcvaksy和.ANheoral对自适应陷波
滤波器多频跟踪器，自适应估计组合(adativeestimationshceme)和超稳定自
适应谱线增强器进行了比较，其中自适应陷波滤波器(ANF)用于瞬时频率估
计，精度高,适合工程上实时应用[15]。仪器的测量误差主要来源于计数器的
正负1的计数误差，根据所采用的时钟频率和信号周期数计算出计数器的最大
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