[發明專利]基于干涉測量體制的低軌空間目標跟蹤方法及系統

有效

• 申請號: 202011589416.3
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112782710B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發明（設計）人: 馬巖;劉也;梁小虎;陳略;王俊魁;張延鑫;石晟瑋;李秀紅;王東麗
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍63921部隊
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S17/66
• 代理公司: 北京君有知識產權代理事務所(普通合伙) 11630
• 代理人: 潘丹

1.一種基于干涉測量體制的低軌空間目標跟蹤方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1：采用一發多收的測量模式構建測量模型：

通過主站天線發射電磁波并接收目標回波，獲取目標距離和角度測量信息；多個副站天線僅接收目標回波，并與主站聯合形成多條測量基線，獲取回波到達各個測站的時差；多個時差測量方程與主站測距方程聯合，組成目標精跟蹤的測量模型；

步驟2：干涉相位解模糊策略：

基于主站初步定位信息的模糊度初值解算，通過改變電磁波頻率和移動布站的基線構型兩類方式，利用不同頻率與不同基線測量的干涉相位模糊度互質的特性，改進模糊度估計精度與可靠性；

步驟3：目標跟蹤定位：

采用先定位再定軌的方式，引入短基線連線干涉測量模式，聯合主站高精度定位和基線高精度時差測量信息，進行目標實時位置與速度估計；聯合空間目標跟蹤多圈次測量數據，實現高精度軌道估計；通過調整測站布局構造差分觀測系統的可選模式，進一步提高定位與定軌精度。

2.根據權利要求1所述的低軌空間目標跟蹤方法，其特征在于：所述步驟2進一步包括如下步驟：

利用主站定位結果解模糊：

首先：通過坐標變換，計算獲取目標空間位置測量值X(t)；

其次：根據組成基線兩測站已知的站址坐標X_A(t)與X_B(t)，計算目標在該基線測量下的距離差；

再次：根據測量信號頻譜特征，記為取整勻速，距離差中的模糊度為

（15）

最后：根據X(t)的精度分析整周模糊度的計算精度，若右端分母誤差超過0.5λ，則將N_AB作為模糊度初值，轉入下個環節，否則結束模糊度計算過程。

3.根據權利要求2所述的低軌空間目標跟蹤方法，其特征在于：所述步驟2進一步包括如下步驟：

變頻解模糊：

首先，選擇發射頻點f₁和f₂，通過公式(15)計算整周模糊度；由于主站獲得的X(t)存在測量誤差，計算的模糊度存在多個取值和；

其次，由于目標位置和基線是確定的，因此和存在對應關系，從上步驟的集合中選取兩者一致的組合，對應的就是備選的模糊度估值；

最后，若存在多組對應元素，則增加發射頻點，直到多組集合的公共元素唯一，從而獲得最終的模糊度估值。

4.根據權利要求3所述的低軌空間目標跟蹤方法，其特征在于：所述步驟2進一步包括如下步驟：

多基線解模糊：

首先，根據目標先驗軌道，布置各測量站，使各基線長度之比互為質數，增加不模糊范圍；

其次，利用主站獲得的X(t)，計算各基線模糊度，通過集合對應關系獲得模糊度計算值。

5.根據權利要求1所述的低軌空間目標跟蹤方法，其特征在于：所述步驟3進一步包括如下步驟：

干涉測量：

首先，對于組成連線測量基線的測站，通過使用相同的時頻標準和消除共同誤差模式，提高對應時差的測量精度；

其次，由于各個基線相對位置關系已知，將基線解算結果作為參考，對系統其他基線的模糊度計算提供輔助信息；

實時定位：

首先，結合空間目標軌道動力學模型和步驟一提供的測量模型，建立目標的運動方程與測量方程；

其次，根據系統特性，建立復合濾波器進行目標位置與速度的實時濾波；

高精度定軌：

跟蹤目標每個圈次的測量數據結束后，采用所述步驟1提供的測量模型，聯合三個圈次以上的測量數據，結合航天器動力學約束模型，進行目標的精密定軌；

在每次定軌計算后，及時評估當前基線對軌道計算的貢獻，并進行下一圈次軌道的預報，根據基線評估和軌道預報結果，調整基線構型，服務于后續的軌道測量；

精度優化：

在觀察條件允許的情況下，引入差分干涉測量模式，進一步提高測量精度，從而提升目標定位和定軌的精度。