[发明专利]一种在信号接入时基于旋转多普勒的载体转速测量方法

说明书

本发明涉及一种在信号接入时基于旋转多普勒的载体转速测量方法，包括以下步骤：步骤1，通过多个卫星信号接收天线接收卫星信号；步骤2、对于可观测卫星i，将四个天线中卫星i的信号幅值从大到小进行排序，记录幅值最大和次大分别对应的天线编号；步骤3、按照步骤2对所有可观测卫星分别统计幅值最大和次大的天线编号；步骤4、对于四个天线，将每个天线所包含的幅值最大和次大次数进行相加得到每个天线的总次数，将四个天线的总次数按照从大到小进行排序，总次数最大和次大所对应的天线即为计算转速选取的相邻两天线；步骤5，通过相邻两天线对相同可见卫星的多普勒频率差值解算得到载体转速。

技术领域

本发明涉及一种在信号接入时基于旋转多普勒的载体转速测量方法，属于卫星导航技术领域。

背景技术

目前，卫星导航技术被应用到旋转载体定位中，有单天线方式和多天线方式。单天线方式是在旋转载体侧面安装一个信号接收天线，利用信号相位或者幅值进行转速估计，但是从信号合相位中仅提取出旋转相位是比较困难的，而利用信号幅值则易受到噪声的影响。多天线方式则是在旋转载体同一横截面上等间距安装多个天线，利用信号相位差或者幅值差实现转速测量，但需要卫星与天线平面间的角度信息辅助，上述信息不易获取。

发明内容

本发明要解决技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种在信号接入时基于旋转多普勒的载体转速测量方法，对载体转速实现测量。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种在信号接入时基于旋转多普勒的载体转速测量方法，包括以下步骤：

步骤1，通过多个卫星信号接收天线接收卫星信号，四个天线在载体同一横截面上等间距安装；

步骤2、对于可观测卫星i，同一时刻不同天线中卫星i的信号幅值存在差异，有些天线中卫星i的信号幅值较大，有些天线只能接收到噪声，信号幅值较小，故而将四个天线中卫星i的信号幅值从大到小进行排序，记录幅值最大和次大分别对应的天线编号；

步骤3、按照步骤2对所有可观测卫星分别统计幅值最大和次大的天线编号；

步骤4、对于四个天线，将每个天线所包含的幅值最大和次大次数进行相加得到每个天线的总次数，将四个天线的总次数按照从大到小进行排序，总次数最大和次大所对应的天线即为计算转速选取的相邻两天线；

步骤5，通过相邻两天线对相同可见卫星的多普勒频率差值解算得到载体转速：多普勒差值反映了载体转速大小，利用多颗卫星的多普勒差值即可对转速进行求解。

进一步的，所述步骤5中，多普勒差值反映了载体转速大小，利用多颗共视卫星的多普勒差值即可对转速进行求解如下：

相邻两天线i和j的多颗共视卫星的多普勒频率差值与旋转运动速度矢量的差值关系如下：

F＝E·(V_r,i-V_r,j)

其中，为相邻天线i和j对共视卫星k的多普勒频率差值，e^k为接收机和卫星k间的单位径向矢量，V_r,i和V_r,j为天线i和j的旋转运动速度矢量，λ为载波波长；利用最小二乘法即可求解出(V_r,i-V_r,j)：

(V_r,i-V_r,j)＝(E^TE)^-1E^TF

天线i和j的旋转运动速度矢量V_r,i和V_r,j的模值为：

||V_r,i||＝||V_r,j||＝2π×r×f_r