[发明专利]一种用于半双工系统的双向实时高精度测距方法和测距装置

说明书

本提供了一种用于半双工系统的双向实时高精度测距方法，解决了在分时收发工况下收发单向时延无法匹配完成测距的问题。本发明引入了多普勒漂移率，联合伪距测量值、伪速测量值等已知信息，提取A/B星的时钟特性和动态特性，在DOWR不完全解算的基础上，对原始测量值进行时钟修正和动态修正，实时获取高精度的距离测量结果。本发明突破了双向距离解算对伪距测量同时性的约束，实现了分时工况下的实时高精度双向距离解算，拓展了双向距离解算方法的应用场景。

技术领域

本发明涉及一种用于半双工系统的双向实时高精度测距方法，属于雷达测距技术领域。

背景技术

探测雷达用于对小天体进行探测，获取小天体内部的结构和物质成分，对深层结构与物理性质进行直接观测。探测雷达采用同频收发，保证电波在星体内部传播时物理效应一致，雷达采用双向单程测距(DOWR)，可以消除星间时间不同步的影响，提高距离测量精度。DOWR需要对本星伪距和它星伪距进行匹配，在A星解算时，需要等待B星解算的前向(A至B的方向)单向伪距传输至A星，然后联合A星解算的对应时刻返向(B至A的方向)单向伪距方可解算出距离。在特定工作环境如分时工况下，系统无法得到A星和B星各自在同一时刻单向伪距，A/B星各自的伪距测量时刻相差一个工作时隙，受到系统时钟特性和运动特性的影响，直接应用DOWR解算得到的距离存在距离偏差(常数项)和距离漂移(时变项)。

现有技术往往是基于存在匹配伪距、未考虑时分、基于双向测量等工况，在针对测量精度的提升和特殊工况下的处理几个方面开展工作，或对已有系统的扩展，均不适用于半双工系统分时工况下双向测量的需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于多普勒漂移率的实时高精度距离解算方法，引入多普勒漂移率，和伪距测量值、伪速测量值作为已知信息，提取出A/B星两端基准源的相对准确度和相对漂移率等时钟特性，提取出A/B星的相对速度和相对加速度等星间动态特性，在DOWR解算过程中加入了时钟特性修正和动态特性修正，可实时获取高精度的距离测量结果。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种用于半双工系统的双向实时高精度测距方法，用于终端A与终端B之间测距，终端A或终端B均能够进行测距解算，当终端A进行测距解算时，包括如下步骤：

根据终端A和终端B测量的本地伪距，确定终端A处于接收模式一或接收模式二；其中当终端B的本地伪距小于预设值时作为接收模式二，其余作为接收模式一；

终端A处于接收模式一时，对于设定的终端A伪距，当终端A伪距起始时刻对应的本地测量帧序号与终端B的伪距结束时刻对应的接收测量帧序号相等时，采用终端B的伪距与设定的终端A伪距匹配；

终端A处于接收模式二时，对于设定的终端A伪距，当终端A伪距起始时刻对应的本地测量帧序号比终端B的伪距结束时刻对应的接收测量帧序号小1时，采用终端B的伪距与设定的终端A伪距匹配；

根据终端A和终端B各自的伪速漂移测量值，计算终端A和B的相对速度的实时估计值、相对频率准确度估计值；

根据终端A和B的相对速度的实时估计值、相对频率准确度估计值，获得校正量；根据终端A和终端B各自的伪距测量值、校正量获得某一标称时刻终端A和B的距离或传输时延测量结果。

所述的双向实时高精度测距方法，根据终端B的测量帧周期，确定终端B的本地伪距预设值。

所述的双向实时高精度测距方法，根据终端A和终端B各自的伪速漂移测量值，计算终端A和B的高阶动态估计值，然后计算终端A和终端B的相对加速度的实时估计值，最后计算终端A和终端B的相对速度的实时估计值。

所述的双向实时高精度测距方法，根据终端A和终端B的相对速度的实时估计值、相对加速度的实时估计值，计算相对频率准确度估计值。