[发明专利]干涉测量时射电星信号和航天器信号时延不一致的校准方法

说明书

技术领域

本发明设计是甚长基线干涉测量(VLBI)领域射电星信号和航天器 信号采用不同处理方式时，延时不一致的校准技术，特别适用于深空干 涉测量中不同信号的干涉接收。

背景技术

在进行干涉测量时，VLBI的标准要求基带转换与记录对同一个信 号各通道的采样率、量化位数等要完全一致。由于射电星信号为宽谱类 似于白噪声信号，幅度较弱；航天器信号一般为窄带信号，幅度较强， 为了达到相同的精度，采集射电星信号的带宽较宽，而采集航天器信号 时带宽较窄；采集两种信号所用的采样率、量化位数等参数也不相同。 VLBI观测以前主要应用于射电星，一次观测采用完全相同的采样参数。 当应用于航天器定位时，目前的方法是对航天器信号采用射电星信号的 处理方法。这样会浪费网络传输带宽，无法满足实时定轨的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于利用相位校准技术，将射电星信号 和航天器信号采用不同信号处理方式带来的延时差，实时测量出来满足 深空干涉测量中实时信号处理的要求。

本发明的目的是这样实现的：

一种干涉测量时射电星信号和航天器信号时延不一致的校准方法，其 特征在于包括以下步骤：

①在进行干涉测量时，天线将同时或分时接收的射电星信号和航天器 信号经过场放前端的耦合器发送至场放；校准信号产生单元将相位校正信 号通过场放的耦合器也发送至场放；

②场放对输入的射电星信号、航天器信号和相位校正信号进行放大后输 出至下变频器；

③下变频器对输入的放大后的射电星信号、航天器信号和相位校正信号 分别下变频为中频信号，并将变频为中频的射电星信号和相位校正信号输 出至第一采集记录器，进行A/D采样、基带转换和记录；同时，下变频器 将变频为中频的航天器信号和相位校正信号输出至第二采集记录器，进行 A/D采样、基带转换和记录；

④信号处理机分别对两个采集记录器输出的两路数据进行离散傅里叶 变换处理，求得相位校准信号的相位，经过运算分别获得两路信号的延时， 两个延时相减即获得两路信号的延时差。

步骤④中获得两路信号的延时，两个延时相减即获得两路信号的延时 差，具体包括以下步骤：

4.1、根据第一采集记录器中相位校准信号各梳状谱的频点，通过离散傅 里叶变换计算各梳状谱的相位；

4.2、假设梳状谱中两个相邻离散谱的频率分别为f_A1和f_A2，通过DFT 运算获取的相位分别为Φ_A1和Φ_A2，则信号经过场放、下变频器和第一采集 记录器的延时观测量为其中π是圆周率；

4.3、根据第二采集记录器中相位校准信号各梳状谱的频点，通过离散傅 里叶变换计算各梳状谱的相位；

4.4、假设梳状谱中两个相邻离散谱的频率分别为f_B1和f_B2，通过DFT 运算获取的相位分别为Φ_B1和Φ_B2，则信号经过场放、下变频器和第一采集 记录器的延时观测量为其中π是圆周率；

4.5则射电星信号与航天器信号的延时差为τ₂-τ₁。

本发明与背景技术相比具有如下优点：

1.本发明的干涉测量时射电星信号和航天器信号时延不一致的校准方 法采用相位校准技术，在校准的同时不干扰正常信号的接收。

2.本发明的延时校准信号处理方法可以适应极低的信噪比。

3.本发明的延时校准技术可以实现极高的校准精度，校准精度优于 20ps。

4.本发明的延时校准技术具备实时处理能力。

附图说明

图1是本发明的原理方框图。

图2是相位校准信号的时域波形和频域波形图。

具体实施方式

参照图1，一种干涉测量时射电星信号和航天器信号时延不一致的校准 方法，其特征在于包括以下步骤：

①在进行干涉测量时，天线将同时或分时接收的射电星信号和航天器 信号经过场放前端的耦合器发送至场放；校准信号产生单元将相位校正信 号通过场放的耦合器也发送至场放；