[发明专利]一种无线电高度表及飞行器高度测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天的测控领域，尤其涉及航空航天飞行器中的飞行器高度测量。 

技术背景

无线电高度表是各种航空航天飞行器上必不可少的电子设备,它能在各种气候条件下精确测量飞行器离地面或海面的实际高度，它广泛应用于航空航天等领域，如飞机的进场着陆时提供实时高度。由于航空航天的特殊需求,在增大高度表测高范围的情况下,同时提高高度表的测高精度,成为一个日益重要的问题,这也是衡量高度表性能的一个主要指标。近年来,随着伪随机序列的出现,伪随机序列测高技术日益成熟,其优势日益凸显。相比发射频率为上千兆赫兹的传统脉冲测距高度表,伪随机序列测高高度表具有发射功率低、测高范围大、测高精度高、抗干扰能力强等优点，适用于战场复杂环境的使用。然而一般地,提高伪随机序列测高精度的方法,就是尽可能地提高伪随机序列的码元速率,但此时码元速率增加，若不改变伪随机序列的长度,就会使测高范围减小;若增加伪随机序列的长度,就会使伪随机的对齐时间延长，并且寻找较长的伪随机序列也是航空航天测控领域的一个重要课题。 

发明目的 

针对现有技术的不足，本发明的发明目的在于提供一种无线电 高度表，采用双序列迭代扩频机制进行伪随机序列长度的增加，克服了现有伪随机序列长度较短的局限性，采用FFT对复序列相关运算得到的结果以最大相关峰值为中心进行加窗处理，可大幅度提高伪随机序列测高的精度，使得测高精度控制在一个码元间隔内。 

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现： 

一种无线电高度表，包含I级直接复序列扩频模块、II级直接序列扩频模块、II级相关运算模块、I级复相关运算模块、发射信号复序列相关峰值定位模块、接收信号复序列相关峰值定位模块、加窗FFT计算高度精度模块、高度测算模块；其中 

I级直接复序列扩频模块：使用复序列对数据信息扩频，生成I级扩频数据； 

II级直接序列扩频模块：采用实序列对I级扩频数据进行II级直接序列扩频，生成II级扩频数据作为发射信号发射； 

II级相关运算模块：对无线电高度表设备的发射信号和接收信号根据实相关运算公式分别与本地产生的II级扩频数据进行实相关运算； 

I级复相关运算模块：将实相关运算结果与本地的I级扩频数据进行复相关运算，得到发射信号复相关运算和接收信号复相关运算的输出值； 

发射信号复序列相关峰值定位模块：根据发射信号复相关运算的输出值，寻找发射信号复相关运算出现最大相关峰值的位置； 

接收信号复序列相关峰值定位模块：根据接收信号复相关运算的 输出值，寻找接收信号复相关运算出现最大相关峰值的位置； 

加窗FFT计算高度精度模块：采用FFT对接收信号复相关运算的最大相关峰值为中心对接收信号复相关运算结果进行加窗处理，得到测量高度精度对应于伪随机序列一个码元内的时延τ₁； 

高度测算模块：根据发射信号复序列相关峰值定位模块和接收信号复序列相关峰值定位模块得到发射信号和接收信号对应于伪随机序列整数倍码元的时延τ₂，对两个时延根据进行数学运算，可以得到航空器飞行过程中当前位置的高度。 

优选地，所述I级直接复序列扩频模块采用CAZAC复序列对数据信息扩频； 

所述加窗FFT计算高度精度模块的FFT的窗长度为8。 

优选地，所述II级直接序列扩频模块采用的实序列为M序列或m序列。 

优选地，所述II级直接序列扩频模块可根据高度表的测高范围自适应增加II级直接序列扩频模块的个数，各个II级直接序列扩频模块通过级联方式连接；II级直接序列扩频模块的个数确定II级相关运算模块的个数。 

本发明的另一目的在于提供一种飞行器高度测量方法，包含以下步骤： 

a)、采用双序列迭代扩频机制生成I级扩频数据、II级扩频数据并进行发射； 

b)、对无线电高度表的发射信号和接收信号根据实相关运算公式 分别与本地产生的II级扩频数据进行实相关运算; 

c)、将实相关运算结果与本地的I级扩频数据进行复相关运算，得到发射信号复相关运算和接收信号复相关运算的输出值； 

d)、以接收信号复相关运算的最大相关峰值为中心对接收信号复相关运算结果进行加窗处理，得到测量高度精度对应于伪随机序列一个码元内的时延τ₁；