[发明专利]一种基于温度补偿的系统时延误差校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种系统时延误差校正方法，特别是特别涉及一种星载产品在大范围工作温度变化条件下系统时延测量要求较高的校正方法，通过在产品硬件上增加温度遥测采集作为校正输入量校正精密测距产品由于温度变化引起的测距系统误差，达到星载导航接收机工程化的目的，属于精密测距领域。

背景技术

星间精密测距产品作为精密测距系统的核心单机，接收扩频测距信号进行伪距的精密测量，为了保证精密测距系统的精度，伪距的系统时延变化要求小于0.5ns。卫星在轨运行的整个生命周期内，星间精密测距产品的环境温度会不断发生变化。环境温度的变化会导致星间精密测距产品测距系统的零值时延发生改变，进而直接影响到测距的系统误差(经测试，-25℃～+60℃范围内变化大于1ns)，该误差对于高精度测距系统是不可接受，因此为消除环境温度变化对测距误差的影响，需要采取一种时延误差校正方法解决该问题。

目前未在公开的文献上查询到关于温度下时延变化的处理方法。

国内外对于时延随环境变化的控制方法主要有以下几种：

《双向时间同步系统的设备时延校准技术研究》，李星、耿淑敏、李垣陵，中国空间科学，2011年8月中通过通过在测量系统中增加用于测量发射/接收通道时延变化的系统测量回路，将测量结果用于校正由于环境变化引起的系统测量误差，该方法的主要缺点是为了校正由于环境、老化等因素引起的时延变化增加了测量时延变化系统测量回路，整个系统的设计硬件、软件资源额外增加。

《影响卫星导航系统测距设备时延特性的因素浅析》，高帅、宫磊、董继峰，第五届中国卫星导航学术年会论文集，2014年5月中的测距系统设备中选取温度时延随温度变化较小惰性器件，同时对环境影响系统时延较大设备温控。

产品设计中对测距系统有源设备选取温度时延随温度变化较小惰性器件，此外在建立测量系统中时延随温度变化较大的设备进行温度控制，对裸露在外部无法进行温控设备(无源设备)选择时延随温度变化系数较小的设备，该方法的主要缺点对系统中时延随温度变化较大设备需要采取专用的温控措施，对裸露在外部无法进行温控设备在产品设计时需要对产品的器件温度特性进行筛选，约束了产品的器件选型范围，增加了产品的设计复杂难度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于温度补偿的系统时延误差校正方法，通过在产品硬件上增加温度遥测采集作为校正输入量有效的解决了精密测距产品由于温度变化引起的测距系统误差，此外，本发明中的校正方法简单可靠，整体资源占用量较少。

本发明的技术解决方案是：一种基于温度补偿的系统时延误差校正方法，步骤如下：

(1)对待校正产品进行单向伪距值测量R_i,i＝1,2,...,M，并选取待校正产品的一处温度测量点采集该产品的遥测温度t_i,i＝1,2,...,M；

(2)建立遥测温度t_i与拟合得到的伪距值的n阶多项式回归模型，具体由公式：

F_i＝a_n(t_i-t₀)ⁿ+a_n-1(t_i-t₀)^n-1...+a₂(t_i-t₀)²+a₁(t_i-t₀)¹+a₀

给出，式中，a_n，a_n-1，…，a₀为n阶多项式回归模型的拟合系数，t_i为温度遥测量，t₀为预先给定的基准温度，F_i为拟合得到的伪距值；

(3)从预先给定的n的取值范围中选取n的最小值，计算n阶多项式回归模型的拟合系数a_n，a_n-1，…，a₀，具体由公式：

a＝A/b

给出，其中，A为(n+1)×(n+1)的矩阵，由公式：

给出；a为(n+1)×1的矩阵，由公式：

a＝[a_n,a_n-1,...,a₁,a₀]^T