干涉测量宽带相关处理算法与验证

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1、第30卷第6期2011年12月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．30NO．6Dec．Z011干涉测量宽带相关处理算法与验证’陈略1’2，唐歌实1’2，王关1’2，刘荟萃1’2，李黎1’2(1．航天飞行动力学技术国家级重点实验室·北京·】00094；2．北京航天飞行控制中心·北京·100094)摘要：阐述了一种用于航天器精确角位置测量的干涉测量宽带相关信号处理算法，通过仿真验证了算法的有效性，并搭建卫星干涉测量实验系统，采集某地球同步卫星信号进行宽带相关信号处理，获得清晰干涉条纹，

2、准确估计出反映测站与卫星位置关系的时延观测量。结果表明宽带相关信号处理的估计时延与卫星信号链路标定时延、测距时延组成系统时延闭合回路，初步验证了干涉测量实验系统的有效性，为后续飞行任务中航天器高精度干涉测量积累了技术和经验。关键词：干涉测量；宽带相关；干涉条纹；时延中图分类号：V412．4；TN911．7文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)06—0077—05InterferometryMeasurementBroadbandCorrelationProcessingAlgorithmandVerification

3、CHENLtiel．-，TANGGeshil～，WANGMeil，-，LIUHuieuil”，LILil，2(1．NationalKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAerospaceFlightDynamics，Beijing100094；2．BeijingAerospaceControlCenter，Beijing100094)Abstract：Abroadbandcorrelationsignalprocessingalgorithmisintroducedforinterferometr

4、ymeasurementoftheangularpositionofspacecraft．Theperformanceofthealgorithmisvalidatedthroughsimulation．AninteHerometrymeasurementexperimentsystemisestablishedtosamplegeosynchronoussatellitesignalstoobtainclearinterferome—tryfringesandevaluatedelayinformationcorrespondin

5、gtOtheangularpositionbetweentheobservationstationsandanobservedspacecraft．Experimentresultsshowthatinterferometryfringesareobtainedandbroadbanddelay，linkdelayandrangedelayconstituteaclosedloopofsystemdelay，givingapreliminaryconfirmationofthevalidityoftheinterferometrym

6、easurementsystem．Keywords：InterferometryMeasurement；BroadbandCorrelation；InterferometryFringe；DelayO引言随着航天器测量技术不断向前发展，干涉测量技术在国际上已被列为支撑深空探测的主要导航技术，是深空航天器精密测定轨的重要手段之一，它对于视线垂直方向上的轨道变化有较高灵敏度[1]，弥补了传统雷达测距和多普勒测速技术对垂直于视向的航天器位置和速度不敏感的缺陷。美国航空航天局(NASA)、欧洲航天局(EsA)、日本宇宙航空研究开发机构(JA

7、XA)等已将干涉测量技术广泛应用于深空航天器的精密测定轨[2剖。信号处理方法是干涉测量技术中的核心部分，本文阐述了干涉测量技术中一种宽带相关信号处理算法，用于获取干涉条纹与准确估计时延，并通过仿真验证宽带相关信号处理算法的性能。随后通过实际搭建卫星干涉测量实验系统，采集某地球同步卫星信号进行干涉测量宽带相关信号处理，用于获取清晰的干涉条纹，根据干涉条纹准确估计出反映测站与卫星位置关系的时延观测量。实验结果表明，宽带相关信号处理的估计时延结合卫星信号接收链路标定时延、测距时延，组成了一个闭合的时延回路，从系统角度初步验证了时延估计的准

8、确性与实*收稿日期：2011—03—15；修回日期：2011—06一10基金项目：国家自然科学基金项目(11173005)第一作者简介：陈略(1983一)，男，硕士，工程师，研究方向为航天测控、深空测量信号处理、微弱信号检测与故障诊断