[发明专利]三轴天线干涉测量的站址几何时延模型获取方法和装置

说明书

本发明涉及一种三轴天线干涉测量的站址几何时延模型获取方法和装置，首先确定三轴天线系统的天线参考点，然后根据所构建的三轴天线系统的站心坐标系和测量坐标系，构建三轴天线系统干涉测量的站址几何模型，并根据站址几何模型，构建站址几何时延模型，最后通过对射电源观测，获取与三轴天线系统相关的时延观测量集合，并基于时延观测量集合，确定三轴天线系统干涉测量的站址几何时延模型的待定参数，由此，建立了三轴天线系统的站址几何时延模型，以实现后续的高精度测量。

技术领域

本发明涉及航天测控技术领域，具体涉及一种三轴天线干涉测量的站址几何时延模型获取方法和装置。

背景技术

斜转台三轴天线系统相当于将经典的方位-俯仰型天线置于一个斜转台上。由于增加了斜转台的旋转自由度，三轴天线通过三个旋转轴控制指向，可实现全空域无盲区跟踪。无线电干涉测量（以下简称干涉测量）是深空高精度导航的重要手段，在我国历次月球与深空探测任务中发挥了关键作用。随着我国后续深空探测任务不断推进，干涉测量的站网规模亟待扩展，以支持多基线相位参考等更高精度的测量方式和多任务、多目标高精度导航需求。相比干涉测量专用的射电天线的高建设成本和长建设周期，对现有三轴天线系统增配干涉测量相关设备即可将其作为射电天线使用，可快速、经济、有效地扩展干涉测量站网规模。

干涉测量的基本原理是两天线组成基线，接收同一空间目标（如航天器、射电源等）的无线电信号，通过信号处理获取目标信号到达两天线的时延；该时延观测量包含了空间目标与地面基线的相对位置/定向信息，可用于航天器导航、大地测量等。地面天线具备高精度站址坐标是航天器高精度干涉测量和轨道确定的前提。通常，我们利用地面多天线对位置高精度已知的大量射电源开展干涉测量，获取地面天线的高精度站址坐标，即测地VLBI（Very Long Baseline Interferometry）。

与干涉测量10ps~100ps水平的时延观测量精度相匹配，天线站址精度必须达到厘米级。为此，无论是利用测地VLBI实现高精度站址测定，还是开展航天器干涉测量和轨道确定，都必须仔细建立与站址相关的几何（时延）模型。常见的方位-俯仰型天线的站址模型简单，但三轴天线结构复杂，无论是天线参考点、站址模型参数的选定还是站址几何时延模型的构建均较为复杂，尚无相关资料。不当选择参考点、模型参数可能导致模型复杂、参数可观测性差、使用不便等，达不到预期精度，无法满足需求。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何确定三轴天线系统干涉测量的站址几何时延模型。

根据第一方面，一种实施例中提供一种三轴天线干涉测量的站址几何时延模型获取方法，用于三轴天线系统，包括：

确定所述三轴天线系统的天线参考点；其中，所述天线参考点为所述三轴天线系统在方位轴、俯仰轴、斜转台任意旋转情况下相对地面位置不变的点；

构建所述三轴天线系统的站心坐标系和测量坐标系，并根据所述站心坐标系和测量坐标系，构建所述三轴天线系统干涉测量的站址几何模型；其中，所述站址几何模型用于表征所述三轴天线系统干涉测量的测量基准点相对于所述天线参考点的先验点位的位置矢量；

根据所述三轴天线系统干涉测量的站址几何模型，构建所述三轴天线系统干涉测量的站址几何时延模型；其中，所述三轴天线系统干涉测量的站址几何时延模型用于表征信号到达所述测量基准点相对于天线参考点的先验点位的时延；

通过对射电源观测，获取与所述三轴天线系统相关的时延观测量集合，并基于所述时延观测量集合，确定所述三轴天线系统干涉测量的站址几何时延模型的待定参数，以得到三轴天线系统干涉测量的站址几何时延模型。

根据第二方面，一种实施例中提供一种三轴天线干涉测量的站址几何时延模型获取装置，用于三轴天线系统，包括：

天线参考点获取模块，用于确定所述三轴天线系统的天线参考点；其中，所述天线参考点为所述三轴天线系统在方位轴、俯仰轴、斜转台任意旋转情况下相对地面位置不变的点；