[发明专利]一种干涉辐射计的定标测距系统、定标及星间测距方法

权利要求书

1.一种干涉辐射计的定标测距系统，所述系统包括N个子系统，分别放置于N颗卫星上，其特征在于，每个子系统包括：天线单元、接收机单元、信号发生器、信号处理与控制单元和切换开关；所述天线单元用于接收/发射定标信号和星间测距信号；所述接收机单元用于接收定标信号和星间测距信号；所述信号发生器用于产生定标信号和星间测距信号；所述信号处理与控制单元用于对信号发生器产生的信号进行控制，并对接收到的定标/星间测距信号进行处理；

所述切换开关用于实现系统在正常观测模式、信号定标模式和星间测距模式之间进行切换当子系统处于正常观测模式时，天线单元、接收机单元和信号处理与控制单元依次相连；当子系统处于信号定标模式时，信号处理与控制单元、信号发生器、接收机单元和信号处理与控制单元依次相连；当子系统处于星间测距模式时，如果该系统为信号发射方，则信号处理与控制单元、信号发生器和天线单元依次相连；如果该子系统为信号接收方，则天线单元、接收机单元和信号处理与控制单元依次相连。

2.一种干涉辐射计的定标方法，基于权利要求1所述的系统实现，所述方法包括：

步骤S1)各卫星上的子系统的信号发生器生成用于实现通道间一致性校正的定标信号；

步骤S2)各子系统的定标信号经过接收机单元后到达信号处理与控制单元，信号处理与控制单元对定标信号进行采样、变频、I/Q检波和数字滤波处理，获得定标数据；

步骤S3)将步骤S2)得到的子系统的定标数据传回地面，进行通道间幅相不一致性比较，获取各子系统的定标数据的幅度因子和相位因子，用于对正常观测模式下接收到的数据进行校正，完成定标。

3.根据权利要求2所述的干涉辐射计的定标方法，其特征在于，所述步骤S1)的具体实现过程为：

对于单频干涉辐射计，其定标信号为单频；假设单频干涉辐射计的工作频率为f，进行信号定标时，各卫星上定标测距系统中信号发生器产生的定标信号v_cal均为：

其中，A_cal为定标信号的幅度，为定标信号的初始相位；

假定多频干涉辐射计的工作频率为f_i，i＝1，2，…M，M为频率的个数，需对M个频率的通道间不一致性分别进行标定，各卫星上子系统中信号发生器产生均需分别产生不同频点的定标信号，具体如下：

式中：v_cal,i表示频率f_i的定标信号，A_cal,i为频率f_i的定标信号的幅度，为频率f_i的定标信号的初始相位，定标信号频率的切换控制由子系统的信号处理与控制单元来实现。

4.根据权利要求2所述的干涉辐射计的定标方法，其特征在于，所述步骤S3)具体包括：

步骤S3-1)获取定标测距系统中各子系统回传的定标数据，提取各子系统的定标数据的幅度信息和相位信息，幅度和相位分别为A_k和

由于通道的幅相特性存在差异，因此，相同的定标信号输入后，各通道输出定标信号会有所不同：

式中：v_k为第k个通道输出的定标信号；

步骤S3-2)以第一个子系统为基准，获得各子系统的幅度因子和相位因子：

步骤S3-3)利用得到的幅度因子和相位因子对正常观测模式下各子系统接收到的信号进行幅度校正和相位校正：

在正常观测模式下，假定子系统k接收到的信号为其中A_r,k和分别为接收到信号的幅度和相位；校正后的接收信号变为：