[發明專利]一種飛行器表面由等離子鞘產生的多徑干擾分析方法

有效

• 申請號: 201310506663.6
• 申請日: 2013-10-24
• 公開（公告）號: CN103593509B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 劉江凡;杜永興;席曉莉
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安弘理專利事務所61214
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明屬于衛星導航技術領域，具體涉及一種飛行器表面由等離子鞘產生的多徑干擾分析方法。

背景技術

飛行器重返大氣層至落地的過程稱為再入過程。再入過程中，高超聲速飛行器與大氣相互作用，在飛行器前形成弓形脫體激波，激波后氣體溫度急劇升高呈現“高溫效應”，空氣分子發生離解、電離反應；同時，飛行器表面的防熱燒蝕材料在高溫、高熱流作用下燒蝕，將燒蝕產物釋放到飛行器周圍流場中，形成了成分多樣的復雜的再入繞流流場。再入繞流流場是一團電離氣體，當氣體的電離度達到一定程度時，電離氣體表現出等離子體所具有的集體行為而成為等離子體，此時再入繞流流場亦稱為等離子體包覆流場、再入等離子體或等離子體鞘套。再入等離子體的形成，使得電磁波傳播的功率衰減，且使電磁波產生反射、折射及散射。

信號穿過等離子體鞘后在飛行器表面和等離子體鞘之間產生多次反射，從而引起多徑效應。這里的多徑效應是指GPS接收機除直接接收到衛星信號外，尚可能接收到經等離子體鞘發射后，經過不同的傳播路徑到達天線信號。從而形成的定位誤差，多徑效應會降低接收機的定位精度，并使處理時間加長，在WAAS（Wide?Area?Augmentation?System）和DGPS（Difference?Global?Positioning?System）系統中，多徑效應誤差將導致誤差傳遞，嚴重降低系統中用戶的定位精度。

在現有的等離子鞘模型中還沒有可以分析多徑效應的方法，如果能有效的估計出等離子體鞘產生的多徑效應，將為消除多徑的影響起到重要的作用。

發明內容

本發明的目的是提供一種飛行器表面由等離子鞘產生的多徑干擾分析方法，解決了現有等離子鞘模型不能分析多徑效應的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種飛行器表面由等離子鞘產生的多徑干擾分析方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1：首先使用流場分布文件，輸入導航信號的頻率，方向，功率；

步驟2：采用MUSIC算法和解相關算法計算得到干擾信號。

本發明的特點還在于，

其中的步驟2具體按照以下步驟實施：

輸入需要預測的等離子體分布文件，使用FDTD數值仿真方法，將等離子體按輸入文件分布在一定范圍內，按照設定的導航測控信號的頻率、方向、功率，為饋入的信號，在模擬的飛行器表面設置M個觀測點，觀測點之間的位置小于半個波長，通過FDTD數值計算出每個觀測點，接收到的信號Xp，p是采樣點的個數；

把M元觀測點分成若干個子陣，每個子陣的陣元數為m，信源個數為K，子陣數目p，則有M＝p+m-1；

取第一個子陣為參考陣，則第i個子陣接收數據為：

Xif(k)=[xi,xi+1,···,xi-m+1]=AD(i-1)s(k)+ni(k),]]>

其中Φ為相鄰陣元間的相位差，于是對應于該子陣的協方差矩陣為：