[發(fā)明專利]一種星載高度計(jì)與有源定標(biāo)器的信號(hào)匹配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410013014.7
• 申請(qǐng)日: 2014-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103777184A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)珺之;郭偉;王彩云;趙飛;劉鵬;何佳寧;蔡朋飛;諶華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心
• 主分類號(hào): G01S7/40
• 分類號(hào): G01S7/40
• 代理公司: 北京五月天專利商標(biāo)代理有限公司 11294
• 代理人: 張瑞豐

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波遙感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于信號(hào)重建跟蹤型有源定標(biāo)器的星載高度計(jì)與有源定標(biāo)器的信號(hào)匹配方法。

背景技術(shù)

使用有源定標(biāo)器對(duì)星載雷達(dá)高度計(jì)進(jìn)行定標(biāo)時(shí)，有源定標(biāo)器接收高度計(jì)的對(duì)地發(fā)射信號(hào)，生成定標(biāo)器信號(hào)，有源定標(biāo)器在接收到高度計(jì)的對(duì)地發(fā)射信號(hào)后，向高度計(jì)發(fā)射重建信號(hào)，高度計(jì)接收重建信號(hào)，生成高度計(jì)信號(hào)。由于定標(biāo)器每接收一次高度計(jì)發(fā)射信號(hào)，便生成一次定標(biāo)器接收信號(hào)，同時(shí)向高度計(jì)發(fā)送一次重建信號(hào)，因此高度計(jì)接收到的每個(gè)信號(hào)和定標(biāo)器接收到的每個(gè)信號(hào)之間存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。

基于脈沖重建式有源定標(biāo)器的雷達(dá)高度計(jì)定標(biāo)方法能夠校正高度計(jì)自身時(shí)鐘頻率的偏差，同時(shí)能夠檢驗(yàn)高度計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)時(shí)間和定標(biāo)器數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)時(shí)間的一致性。高度計(jì)時(shí)鐘頻率偏差校正和星地?cái)?shù)據(jù)對(duì)應(yīng)時(shí)間的一致性檢驗(yàn)，均要求確定定標(biāo)器接收信號(hào)和高度計(jì)接收信號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體地，由于定標(biāo)器接收信號(hào)和高度計(jì)接收信號(hào)均為離散時(shí)間序列，需要確定定標(biāo)器接收信號(hào)相對(duì)于高度計(jì)接收信號(hào)，提前（或滯后）多少個(gè)樣本點(diǎn)數(shù)。由于各種非理想因素的影響，在定標(biāo)工作中，該提前（滯后）量不為零，必須采用技術(shù)手段獲取。

由于定標(biāo)器設(shè)備的時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)的時(shí)間均來(lái)自于GPS授時(shí)，因此理論上可根據(jù)高度計(jì)接收脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)間和定標(biāo)器接收脈沖對(duì)應(yīng)的時(shí)間來(lái)確定高度計(jì)接收信號(hào)序列和定標(biāo)器接收信號(hào)序列之間的提前（滯后）量值。但實(shí)際工程中，定標(biāo)器設(shè)備的時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)的時(shí)間存在相對(duì)誤差，即：定標(biāo)器設(shè)備時(shí)間和高度計(jì)設(shè)備時(shí)間均為????????????????????????????????????????????????，但定標(biāo)器設(shè)備真實(shí)時(shí)間為，高度計(jì)設(shè)備真實(shí)時(shí)間為，并且，因此，僅依靠時(shí)間進(jìn)行星地信號(hào)匹配將會(huì)帶來(lái)較大的誤差。目前尚無(wú)公開(kāi)報(bào)道的現(xiàn)有技術(shù)，滿足定標(biāo)器接收信號(hào)和高度計(jì)接收信號(hào)匹配的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于信號(hào)重建跟蹤型有源定標(biāo)器的高度計(jì)與定標(biāo)器信號(hào)匹配方法，該匹配方法通過(guò)校正定標(biāo)器設(shè)備時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)時(shí)間存在的相對(duì)誤差，充分考慮了各種非理想因素所引入的噪聲影響，精確地建立了高度計(jì)接收信號(hào)和定標(biāo)器接收信號(hào)之間的匹配關(guān)系，大大提高了有源定標(biāo)器對(duì)星載雷達(dá)高度計(jì)的定標(biāo)精度。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案如下：

一種基于信號(hào)重建跟蹤型有源定標(biāo)器的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號(hào)匹配方法，包括以下步驟：

步驟一，在定標(biāo)收發(fā)過(guò)程完成后獲取有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)和高度計(jì)原始接收信號(hào)；

步驟二，提取有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)中存在的定標(biāo)器噪聲信號(hào)；

步驟三，對(duì)步驟二提取的定標(biāo)器噪聲信號(hào)進(jìn)行二次差分處理，獲得定標(biāo)器噪聲信號(hào)二次差分序列；

步驟四，對(duì)高度計(jì)原始接收信號(hào)進(jìn)行二次差分處理，獲得高度計(jì)原始接收信號(hào)二次差分序列；

步驟五，對(duì)步驟四獲得的高度計(jì)原始接收信號(hào)二次差分序列和步驟三獲得的定標(biāo)器噪聲信號(hào)二次差分序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，得到高度計(jì)原始接收信號(hào)和有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)之間的相對(duì)偏移量；

步驟六，利用步驟五獲得的相對(duì)偏移量對(duì)高度計(jì)原始接收信號(hào)和有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)進(jìn)行匹配。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號(hào)匹配方法，其中步驟一中所述有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)為有源定標(biāo)器接收到的高度計(jì)的對(duì)地發(fā)射信號(hào)，所述高度計(jì)原始接收信號(hào)為高度計(jì)接收到的有源定標(biāo)器發(fā)射的重建信號(hào)，兩者對(duì)應(yīng)于同一定標(biāo)收發(fā)過(guò)程。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號(hào)匹配方法，其中所述步驟二進(jìn)一步包括以下過(guò)程：（1）提取有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)數(shù)據(jù)中，用定點(diǎn)硬件計(jì)算的接收信號(hào)功率譜峰值位置測(cè)量值；（2）提取有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)數(shù)據(jù)中，用浮點(diǎn)計(jì)算獲得的接收信號(hào)功率譜峰值位置測(cè)量值；（3）將步驟（2）中用浮點(diǎn)計(jì)算獲得的接收信號(hào)功率譜峰值位置測(cè)量值與步驟（1）中用定點(diǎn)硬件計(jì)算獲得的接收信號(hào)功率譜峰值位置測(cè)量值進(jìn)行做差，獲得有源定標(biāo)器原始接收信號(hào)中存在的定標(biāo)器噪聲信號(hào)。

進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號(hào)匹配方法，其中步驟四中所述高度計(jì)原始接收信號(hào)滿足如下關(guān)系：，其中為時(shí)間變量，為高度計(jì)原始接收信號(hào)，、、為常數(shù)，為有源定標(biāo)器在高度計(jì)原始接收信號(hào)中所引入的噪聲，所述高度計(jì)原始接收信號(hào)二次差分序列滿足關(guān)系：為有源定標(biāo)器引入的噪聲信號(hào)二次差分序列。