[發明專利]深空探測器無線電干涉測量差分相位整周模糊度解算方法

有效

• 申請號: 201611151606.0
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN106840160B
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 周歡;陳少伍;李海濤
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/24
• 代理公司: 11043 國防專利服務中心
• 代理人: 江亞平;胡永貴

1.一種深空探測器無線電干涉測量差分相位整周模糊度解算方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、建立(U，V，W)右手坐標系

以地心為原點，建立(U，V，W)右手坐標系，W指向探測器方向，V位于過天頂和探測器的子午圈平面內，指向北向，U指向東向；

步驟二、計算兩個測站的幾何相位差

在地心J2000坐標系(X，Y，Z)下，多個測站之間一共有K條基線矢量，任意兩個測站形成的基線矢量記為(L_x，L_y，L_z)，長度單位為信號波長，基線矢量(L_x，L_y，L_z)在(U，V，W)右手坐標系下表示為：

u＝-sinαL_x+cosαL_y

v＝-sinδcosαL_x-sinδsinαL_y+cosδL_z

w＝cosδcosαL_x+cosδsinαL_y+sinδL_z

式中，地心J2000坐標系(X，Y，Z)為以地心為原點的直角坐標系，α和δ分別為深空探測器在地心J2000坐標系(X，Y，Z)下的赤經、赤緯；

探測器信號到達兩個測站的幾何相位差φ_g表示為：

φ_g＝2πw＝2π(cosδcosαL_x+cosδsinαL_y+sinδL_z)

步驟三、對探測器和參考源的相位差測量值進行差分處理

當探測器和參考源的角距小于3度時，且探測器的實際位置與先驗位置存在赤經偏差Δα和赤緯偏差Δδ，單條基線實際一次測量的探測器和參考源的相位差測量值進行差分得到

Δφ＝2π(u cosδΔα+vΔδ)+2(n_s-n_r)π

＝2π(u cosδΔα+vΔδ)+2Nπ

式中，Δφ表示探測器和參考源相位差測量值的差分值；N＝n_s-n_r，為該基線矢量對應的差分相位整周模糊度；n_s表示探測器相位差測量值中存在的相位整周模糊度，n_r表示參考源相位差測量值中存在的相位整周模糊度；

步驟四、最小二乘法求解差分相位整周模糊度

4.1構建線性觀測模型

所有測站對探測器和參考源交替觀測周期小于2分鐘，且對探測器和參考源總的觀測時長不小于2小時，觀測時間內第i條基線矢量一共獲得了M_i個測量值，從而建立起基線矢量在(U，V，W)坐標系中的u，v分量值和差分相位值之間的線性模型為

AX＝B+ε

式中，u_i，j和v_i，j分別表示第i條基線第j次測量時該基線矢量在(U，V，W)坐標系中的u，v分量值，Δφ_i，j表示第i條基線第j次測量得到的差分相位值，N₁至N_K分別為第1條至第K條基線矢量上的差分相位整周模糊度，ε為測量誤差矩陣；Δα為探測器的實際位置與先驗位置存在的赤經偏差，Δδ為探測器的實際位置與先驗位置存在的赤緯偏差；

4.2利用最小二乘法求解各條基線矢量的差分相位整周模糊度

利用最小二乘法求解，得到各條基線矢量對應的差分相位整周模糊度：

X＝(A^TWA)^-1A^TWB

式中，W為加權矩陣。

2.如權利要求1所述的深空探測器無線電干涉測量差分相位整周模糊度解算方法，其特征在于，測站的數目小于5個。