阅读说明：本技术 一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法 (Improved inter-satellite ranging method based on pseudo code auxiliary carrier ) 是由 燕锋 项博鸿 章跃跃 夏玮玮 谢晔 石云墀 沈连丰 于 2020-12-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法,首先通过伪码测距的方法得到初始伪距值,再采用平滑伪距的模型对初始伪距值进行处理,从而得到精度更高的伪距值；然后将伪距值代入双频载波测距模型中,得到精度较高的整周模糊度；最后将精确的整周数和载波内的相位差值代入双频伪码辅助的载波测距模型中,可得星间的距离。本方法可以在星间同步的情况下达到厘米级的测距精度。(The invention discloses an improved inter-satellite ranging method based on pseudo code auxiliary carrier, which comprises the steps of firstly obtaining an initial pseudo range value by a pseudo code ranging method, and then processing the initial pseudo range value by adopting a smooth pseudo range model, thereby obtaining a pseudo range value with higher precision; then substituting the pseudo range value into a double-frequency carrier ranging model to obtain the integer ambiguity with higher precision; and finally, substituting the accurate whole cycle number and the phase difference value in the carrier into a carrier ranging model assisted by the double-frequency pseudo code to obtain the distance between the satellites. The method can achieve centimeter-level distance measurement accuracy under the condition of inter-satellite synchronization.)

一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法

技术领域

本发明属于星间测距领域，特别涉及一种基于载波平滑伪距和伪码辅助载波的星间测距方法。

背景技术

随着移动通信的发展，天地一体化网络发挥着越来越重要的作用。在星间通信网络中，精确测距是保证卫星通信网正常运行的一个重要环节。目前，星间测距的主要方法有伪码测距、载波测距和侧音测距。根据具体情况选择合适的测距方法是非常重要的。目前，星间测距的主要研究热点是如何利用伪码测距法辅助载波测距法和载波测距数据平滑伪距数据，以获得更高精度的测距值。这表明，未来星间测距的主要研究方向仍然是如何将不同的测距方法结合起来更好地满足要求。

然而，不论是载波平滑伪距的方法还是伪码辅助载波的测距方法，都有相应的缺陷，伪码辅助载波测距的方法有着整周模糊度的测量精度的问题，而载波平滑伪距则会有计算复杂度高的问题。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，在提高测距精度的情况下，降低计算复杂度。

技术方案：一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，包括以下步骤：

步骤1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值，然后通过载波平滑伪距的方法得到精确伪距值；

步骤2：在接收端将接收的载波信号和本地信号同时输入鉴相器，从而得到载波的周期内相位差，其中本地信号为接收端与发送端同步好的信号；

步骤3：将所述精确伪距值代入双频伪码辅助载波测距模型，得到整周数；

步骤4：将所述整周数和所述周期内相位差代入双频伪码辅助载波测距模型中，最终得到星间测距值。

进一步的，所述步骤1包括如下具体步骤：

步骤1-1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值d₁(t₀),d₂(t₀)，然后通过式(1)的得到精度提高后的伪距值ρ(t₀)；

其中，f₁,f₂是双频伪码辅助载波测距模型的双频的载波频率；

步骤1-2：过式(2)得到相位测量的相关系数δ(t₀,t₁)；

其中，t₀表示当前时刻，t₁表示下一时刻，λ₁、λ₂是载波波长，是载波相位在时刻t₁的测量值，是载波相位在t₀时刻的测量值；

步骤1-3：将所述相关系数δ(t₀,t₁)代入式(3)进行迭代计算，最终得到平滑后的伪距值ρ_s；初始时刻的ρ_i设置为0；

其中，w是权重系数，ρ_s(t₀)是最终平滑后的伪距值，ρ_i(t₀)是在t₀时刻的伪距中间测量值，ρ_i(t₁)是在t₁时刻的伪距中间测量值。

有益效果：本发明是基于双频伪码辅助的载波测距的一种改进的星间测距方法，与传统的测距方法不同的是使用平滑之后的伪距值作为双频伪码辅助载波测距模型的输入，从而改善传统测距算法的误差。

附图说明

图1是本发明双频伪码辅助的载波星间测距的框架图；

图2是本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1、图2所示，一种基于伪码辅助载波的改进星间测距方法，发送信号和接收信号的载波频率设置为1.5GHZ，包括以下步骤：

步骤1：在接收端，通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值。由于粗测伪距值精度不高，无法直接代入双频载波测距模型中，因此通过载波平滑伪距的方法得到精确伪距值。

步骤2：在接收端将接收的载波信号和本地信号同时输入鉴相器，从而得到载波的周期内相位差。

步骤3：将精确伪距值代入双频伪码辅助载波测距模型，得到整周数。由于伪码辅助载波测距中的整周模糊度的计算精确度受步骤1中得到的伪距的影响，因此步骤1中得到的伪距值精度越高，这里的整周模糊度的精度就越高。

在本步骤中，使用在步骤1中得到的平滑之后的伪距值代替传统方法中的粗测的伪距值，这样可以极大的提高整周模糊度的测量值。

步骤4：将所述整周数和所述周期内相位差代入双频伪码辅助载波测距模型中，最终得到星间测距值。

其中，步骤1包括如下具体步骤：

步骤1-1：首先通过星间的伪码测距方法得到粗测伪距值d₁(t₀),d₂(t₀)，然后通过载波平滑伪距模型的式(1)的得到精度提高后的伪距值ρ(t₀)；

其中，f₁,f₂是双频伪码辅助载波测距模型的双频的载波频率。

步骤1-2：有了更精确的初始伪距之后，通过载波平滑伪距模型的式(2)得到相位测量的相关系数δ(t₀,t₁)；

其中，t₀表示当前时刻，t₁表示下一时刻，λ₁、λ₂是载波波长，是载波相位在时刻t₁的测量值，是载波相位在t₀时刻的测量值。

步骤1-3：将所述相关系数δ(t₀,t₁)代入式(3)进行迭代计算，最终得到平滑后的伪距值ρ_s；初始时刻的ρ_i设置为0；

其中，w是权重系数，ρ_s(t₀)是最终平滑后的伪距值，ρ_i(t₀)是在t₀时刻的伪距中间测量值，ρ_i(t₁)是在t₁时刻的伪距中间测量值。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。