[發明專利]一種用于半雙工系統的雙向實時高精度測距方法和測距裝置

有效

• 申請號: 202110593203.6
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113406612B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 楊瑞強;劉東;陳素芳;劉瑞冬;鄭適;焦仲科
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: G01S13/08
• 分類號: G01S13/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉秀祥

本提供了一種用于半雙工系統的雙向實時高精度測距方法，解決了在分時收發工況下收發單向時延無法匹配完成測距的問題。本發明引入了多普勒漂移率，聯合偽距測量值、偽速測量值等已知信息，提取A/B星的時鐘特性和動態特性，在DOWR不完全解算的基礎上，對原始測量值進行時鐘修正和動態修正，實時獲取高精度的距離測量結果。本發明突破了雙向距離解算對偽距測量同時性的約束，實現了分時工況下的實時高精度雙向距離解算，拓展了雙向距離解算方法的應用場景。

技術領域

本發明涉及一種用于半雙工系統的雙向實時高精度測距方法，屬于雷達測距技術領域。

背景技術

探測雷達用于對小天體進行探測，獲取小天體內部的結構和物質成分，對深層結構與物理性質進行直接觀測。探測雷達采用同頻收發，保證電波在星體內部傳播時物理效應一致，雷達采用雙向單程測距(DOWR)，可以消除星間時間不同步的影響，提高距離測量精度。DOWR需要對本星偽距和它星偽距進行匹配，在A星解算時，需要等待B星解算的前向(A至B的方向)單向偽距傳輸至A星，然后聯合A星解算的對應時刻返向(B至A的方向)單向偽距方可解算出距離。在特定工作環境如分時工況下，系統無法得到A星和B星各自在同一時刻單向偽距，A/B星各自的偽距測量時刻相差一個工作時隙，受到系統時鐘特性和運動特性的影響，直接應用DOWR解算得到的距離存在距離偏差(常數項)和距離漂移(時變項)。

現有技術往往是基于存在匹配偽距、未考慮時分、基于雙向測量等工況，在針對測量精度的提升和特殊工況下的處理幾個方面開展工作，或對已有系統的擴展，均不適用于半雙工系統分時工況下雙向測量的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種基于多普勒漂移率的實時高精度距離解算方法，引入多普勒漂移率，和偽距測量值、偽速測量值作為已知信息，提取出A/B星兩端基準源的相對準確度和相對漂移率等時鐘特性，提取出A/B星的相對速度和相對加速度等星間動態特性，在DOWR解算過程中加入了時鐘特性修正和動態特性修正，可實時獲取高精度的距離測量結果。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種用于半雙工系統的雙向實時高精度測距方法，用于終端A與終端B之間測距，終端A或終端B均能夠進行測距解算，當終端A進行測距解算時，包括如下步驟：

根據終端A和終端B測量的本地偽距，確定終端A處于接收模式一或接收模式二；其中當終端B的本地偽距小于預設值時作為接收模式二，其余作為接收模式一；

終端A處于接收模式一時，對于設定的終端A偽距，當終端A偽距起始時刻對應的本地測量幀序號與終端B的偽距結束時刻對應的接收測量幀序號相等時，采用終端B的偽距與設定的終端A偽距匹配；

終端A處于接收模式二時，對于設定的終端A偽距，當終端A偽距起始時刻對應的本地測量幀序號比終端B的偽距結束時刻對應的接收測量幀序號小1時，采用終端B的偽距與設定的終端A偽距匹配；

根據終端A和終端B各自的偽速漂移測量值，計算終端A和B的相對速度的實時估計值、相對頻率準確度估計值；

根據終端A和B的相對速度的實時估計值、相對頻率準確度估計值，獲得校正量；根據終端A和終端B各自的偽距測量值、校正量獲得某一標稱時刻終端A和B的距離或傳輸時延測量結果。

所述的雙向實時高精度測距方法，根據終端B的測量幀周期，確定終端B的本地偽距預設值。

所述的雙向實時高精度測距方法，根據終端A和終端B各自的偽速漂移測量值，計算終端A和B的高階動態估計值，然后計算終端A和終端B的相對加速度的實時估計值，最后計算終端A和終端B的相對速度的實時估計值。

所述的雙向實時高精度測距方法，根據終端A和終端B的相對速度的實時估計值、相對加速度的實時估計值，計算相對頻率準確度估計值。