[发明专利]一种宽带信号频域抽取的分布式干涉测量相关处理方法

说明书

本发明属于无线电干涉测量领域，公开了一种基于频域抽取的宽带信号分布式干涉测量相关处理方法。该方法将传统“相关处理中心”的中心式相关处理模式转化为“观测站‑相关处理中心”的分布式相关处理模式，首先在测站对数据进行时延模型补偿和频谱计算，然后按照一定抽取率抽取有效频带内特定频点的频谱数据，并传输至相关处理中心，最后基于频域抽取的测站频谱数据进行互相关处理和干涉测量时延观测量获取。该方法以损失一定测量随机精度为代价，在有效实现干涉测量差分标校的基础上，可显著降低标校射电源等宽带信号的数据传输需求，改善无线电干涉测量的实时性。

技术领域

本发明属于无线电干涉测量领域，涉及一种宽带信号分布式干涉测量相关处理方法。

背景技术

无线电干涉测量一般采用射电源-探测器-射电源的交替观测模式，需要分别处理射电源和探测器信号，通过通过前后两次河外射电源观测实现链路时延、设备时延等误差标校实现探测器高精度角位置测量。传统干涉测量模式下观测站完成观测后将干涉测量原始数据传输至相关处理中心，然后进行相关处理。由于射电源信号属于类噪声信号，在观测中一般需要较高采样率(如单通道2MHz带宽、2bit量化)才能实现较高精度时延估计。即使在窄带相关处理模式下(如本地相关处理)，航天器信号单通道设置50kHz/100kHz带宽、4bit/8bit量化，射电源信号一般仍设置为2MHz带宽，即相对探测器信号，射电源信号在单位时间内需要较高的数据传输需求。为了保证干涉测量的实时性，观测站至相关处理中心一般需要专用宽带传输链路，否则只能通过事后介质传递或低速率链路传输完成后再进行相关处理，这严重降低了干涉测量处理实时性。因此，研究一定传输带宽约束下的射电源类宽带信号相关处理方法，降低观测数据传输要求，在未来深空干涉测量实施中具有重要意义。

发明内容

为了降低射电源观测数据传输需求，本发明提出了一种基于频域抽取的改进相关处理方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于频域抽取的宽带信号分布式干涉测量相关处理方法，首先在观测站对数据进行时延模型补偿和频谱计算，然后按照一定抽取率抽取有效频带内特定频点的频谱数据，并传输至相关处理中心，最后基于频域抽取的测站频谱数据进行互相关处理和干涉测量时延观测量获取。

进一步地，该方法包括以下步骤：

(1)观测前在观测站计算射电源时延模型；

(2)观测站按照宽带模式进行射电源数据采集；

(3)观测站按照射电源时延模型对射电源观测数据进行时延补偿，并计算射电源数据频谱；

(4)在有效带宽内按照一定抽取率对射电源数据频谱进行均匀抽取，并将抽取数据传输至相关处理中心；

(5)相关处理中心利用频域抽取的频谱数据进行互相关处理、带宽综合得到射电源干涉测量时延观测量，以此对探测器观测结果进行差分标校。

本发明的优点：

本发明将传统“相关处理中心”的中心式相关处理模式转化为“观测站-相关处理中心”的分布式相关处理模式，通过频域抽取显著降低干涉测量原始数据传输需求，有效改善无线电干涉测量实时性。

该方法以损失一定测量随机精度为代价，在有效实现干涉测量差分标校的基础上，可显著降低标校射电源等宽带信号的数据传输需求，改善无线电干涉测量的实时性。

附图说明

图1两种相关处理过程对比；(a)传统相关处理过程，(b)基于频域抽取的相关处理过程；

图2传统相关处理干涉条纹；

图3两种相关处理模式下干涉条纹对比；

图4不同时延下两种相关处理模式干涉条纹；(a)delay＝0.5us，(b)delay＝1us；