[发明专利]一种非相干测量体制测距设备多普勒动态补偿方法

说明书

本发明提出了一种非相干测量体制测距设备多普勒动态补偿方法，在非相干测量、测控数传一体化等体制下，地面测量设备在上行测量信号存在多普勒动态时，对测距结果的有效补偿。通过帧头发送时刻与上行采样时刻期间，对扩频码码片时间的积分，得到上行采样时刻的真实值，从而消除了多普勒动态对测距值的影响。该方法结构简单，易于实现，具有新颖性；该方法能够很好地应用于地面测量设备，采用本发明，可以提高多普勒动态下测距值解算的时效性和可靠性。

技术领域

本发明涉及一种非相干测量体制测距设备多普勒动态补偿方法，属于非相干测距体制技术领域。

背景技术

非相干测距体制中，星上设备(一般为测控应答机)将采样后的上行测量帧相位信息填充到下行测量帧中进行下发，地面设备接收并提取下行测量帧中的上行测量帧采样信息，结合该采样信息，以及测量出的伪距值，可以计算出含星上设备零值的距离值。

测量星上设备测距性能时，除了测试静态(无多普勒频偏或固定多普勒频偏)下的性能，还需要测试动态(多普勒扫频)下的性能。由于地面测试时，星上设备发射的下行信号无多普勒频偏，因此，当上行信号增加多普勒动态时，测量出的测距值会叠加相应的多普勒动态，这种情况下，难以统计测距值的抖动，因此需要在地面测试设备中消除多普勒动态的影响后再进行测距值的统计。

地面测试设备传统的多普勒补偿方法为：使用本地生成的多普勒动态波形，匹配接收到的采样信息。该方法初始匹配时间长，运算量大，且会随着测试设备和星上设备的钟差，产生具有累积效应的偏差。

发明内容

本发明所解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种非相干测量体制测距设备多普勒动态补偿方法，地面测量设备在上行测量信号存在多普勒动态时，对测距结果进行有效补偿。

本发明的技术解决方案是：一种非相干测量体制测距设备多普勒动态补偿方法，该方法包括如下步骤：

(1)、地面测量设备在发送上行测量帧时，实时存储多普勒动态信号波形，所述多普勒动态信号波形的横坐标为码片个数，纵坐标为码片周期，反映了多普勒动态变化对伪码周期的影响；

(2)、地面测量设备在发送上行测量帧信号时，索引多普勒动态信号波形，得到帧头起始时刻对应的码片数P和帧头起始时刻对应的叠加多普勒动态之后的信号码片周期；

(3)、测控应答机对上行测量帧进行采样，得到采样信息并将该采样信息通过下行测量帧反馈至地面测量设备，所述采样信息包括采样时刻对应的比特数、伪码周期数和伪码相位信息；

(4)、地面测量设备接收测控应答机反馈的对上行测量帧的采样信息之后，将采样信息转换以码片个数为单位的数值，记做下行测量帧发射时刻T；

(5)、计算采样信息发射时刻相对于帧头起始时刻由于多普勒动态信号引起的时间差，所述时间差表示为以伪码码片数为单位的数值φ_up1；

(6)、将采样信息发射时刻相对于帧头起始时刻由于多普勒动态信号引起的时间差代入如下公式，得到地面测量设备与测控应答机之间的距离R

其中：φ_up2为地面测量设备测出的从上行测量信号发送时刻到下行测量信号接收时刻之间的时间差，包括星地之间的空间时延，星上产品和地面设备内部时延，单位为测量伪码码片，R_PN为测量伪码码片周期，c为光速，∑τ_cud为星地测控系统中测距链路上除了星地之间的空间时延，星上产品和地面设备内部时延之外的链路时延。

所述实时储的存储多普勒动态信号波形W的长度至少为n个伪码周期,n满足如下条件：

其中，D为地面测量设备与测控应答机之间的最大距离，为向上取整运算。