一種星載高度計(jì)與有源定標(biāo)器的信號匹配方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于信號重建跟蹤型有源定標(biāo)器的高度計(jì)與定標(biāo)器信號匹配方法，包括以下步驟：一，獲取有源定標(biāo)器原始接收信號和高度計(jì)原始接收信號；二，提取有源定標(biāo)器原始接收信號中存在的定標(biāo)器噪聲信號；三，對步驟二的信號進(jìn)行二次差分處理，獲得定標(biāo)器噪聲信號二次差分序列；四，獲得高度計(jì)原始接收信號二次差分序列；五，對步驟四和步驟三獲得的二次差分序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，得到相對偏移量；六，利用步驟五獲得的相對偏移量對高度計(jì)原始接收信號和有源定標(biāo)器原始接收信號進(jìn)行匹配。本發(fā)明通過校正定標(biāo)器設(shè)備時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)時(shí)間存在的相對誤差，充分考慮非理想因素引入的噪聲影響，精確地建立了高度計(jì)接收信號和定標(biāo)器接收信號間的匹配關(guān)系，提高了有源定標(biāo)器對星載高度計(jì)的定標(biāo)精度。
【專利說明】一種星載高度計(jì)與有源定標(biāo)器的信號匹配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波遙感【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于信號重建跟蹤型有源定標(biāo)器的星載高度計(jì)與有源定標(biāo)器的信號匹配方法。
【背景技術(shù)】
[0002]使用有源定標(biāo)器對星載雷達(dá)高度計(jì)進(jìn)行定標(biāo)時(shí)，有源定標(biāo)器接收高度計(jì)的對地發(fā)射信號，生成定標(biāo)器信號，有源定標(biāo)器在接收到高度計(jì)的對地發(fā)射信號后，向高度計(jì)發(fā)射重建信號，高度計(jì)接收重建信號，生成高度計(jì)信號。由于定標(biāo)器每接收一次高度計(jì)發(fā)射信號，便生成一次定標(biāo)器接收信號，同時(shí)向高度計(jì)發(fā)送一次重建信號，因此高度計(jì)接收到的每個(gè)信號和定標(biāo)器接收到的每個(gè)信號之間存在一一對應(yīng)關(guān)系。
[0003]基于脈沖重建式有源定標(biāo)器的雷達(dá)高度計(jì)定標(biāo)方法能夠校正高度計(jì)自身時(shí)鐘頻率的偏差，同時(shí)能夠檢驗(yàn)高度計(jì)數(shù)據(jù)對應(yīng)時(shí)間和定標(biāo)器數(shù)據(jù)對應(yīng)時(shí)間的一致性。高度計(jì)時(shí)鐘頻率偏差校正和星地?cái)?shù)據(jù)對應(yīng)時(shí)間的一致性檢驗(yàn)，均要求確定定標(biāo)器接收信號和高度計(jì)接收信號之間的對應(yīng)關(guān)系。具體地，由于定標(biāo)器接收信號和高度計(jì)接收信號均為離散時(shí)間序列，需要確定定標(biāo)器接收信號相對于高度計(jì)接收信號，提前(或滯后)多少個(gè)樣本點(diǎn)數(shù)。由于各種非理想因素的影響，在定標(biāo)工作中，該提前(滯后)量不為零，必須采用技術(shù)手段獲取。
[0004]由于定標(biāo)器設(shè)備的時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)的時(shí)間均來自于GPS授時(shí)，因此理論上可根據(jù)高度計(jì)接收脈沖對應(yīng)的時(shí)間和定標(biāo)器接收脈沖對應(yīng)的時(shí)間來確定高度計(jì)接收信號序列和定標(biāo)器接收信號序列之間的提前(滯后)量值。但實(shí)際工程中，定標(biāo)器設(shè)備的時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)的時(shí)間存在相對誤差，即:定標(biāo)器設(shè)備時(shí)間和高度計(jì)設(shè)備時(shí)間均為t，但定標(biāo)器設(shè)備真實(shí)時(shí)間為t-t& ,高度計(jì)設(shè)備真實(shí)時(shí)間為_t-tsS ,并且U@ ,因此，僅依靠時(shí)間進(jìn)行星地信號匹配將會帶來較大的誤差。目前尚無公開報(bào)道的現(xiàn)有技術(shù)，滿足定標(biāo)器接收信號和高度計(jì)接收信號匹配的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于信號重建跟蹤型有源定標(biāo)器的高度計(jì)與定標(biāo)器信號匹配方法，該匹配方法通過校正定標(biāo)器設(shè)備時(shí)間和高度計(jì)系統(tǒng)時(shí)間存在的相對誤差，充分考慮了各種非理想因素所引入的噪聲影響，精確地建立了高度計(jì)接收信號和定標(biāo)器接收信號之間的匹配關(guān)系，大大提高了有源定標(biāo)器對星載雷達(dá)高度計(jì)的定標(biāo)精度。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案如下:
一種基于信號重建跟蹤型有源定標(biāo)器的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，包括以下步驟:
步驟一，在定標(biāo)收發(fā)過程完成后獲取有源定標(biāo)器原始接收信號和高度計(jì)原始接收信
號;
步驟二，提取有源定標(biāo)器原始接收信號中存在的定標(biāo)器噪聲信號；步驟三，對步驟二提取的定標(biāo)器噪聲信號進(jìn)行二次差分處理，獲得定標(biāo)器噪聲信號二次差分序列；
步驟四，對高度計(jì)原始接收信號進(jìn)行二次差分處理，獲得高度計(jì)原始接收信號二次差分序列；
步驟五，對步驟四獲得的高度計(jì)原始接收信號二次差分序列和步驟三獲得的定標(biāo)器噪聲信號二次差分序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，得到高度計(jì)原始接收信號和有源定標(biāo)器原始接收信號之間的相對偏移量；
步驟六，利用步驟五獲得的相對偏移量對高度計(jì)原始接收信號和有源定標(biāo)器原始接收信號進(jìn)行匹配。
[0007]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其中步驟一中所述有源定標(biāo)器原始接收信號為有源定標(biāo)器接收到的高度計(jì)的對地發(fā)射信號，所述高度計(jì)原始接收信號為高度計(jì)接收到的有源定標(biāo)器發(fā)射的重建信號，兩者對應(yīng)于同一定標(biāo)收發(fā)過程。
[0008]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其中所述步驟二進(jìn)一步包括以下過程:(I)提取有源定標(biāo)器原始接收信號數(shù)據(jù)中，用定點(diǎn)硬件計(jì)算的接收信號功率譜峰值位置測量值；(2)提取有源定標(biāo)器原始接收信號數(shù)據(jù)中，用浮點(diǎn)計(jì)算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值；(3)將步驟(2)中用浮點(diǎn)計(jì)算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值與步驟(1)中用定點(diǎn)硬件計(jì)算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值進(jìn)行做差，獲得有源定標(biāo)器原始接收信號中存在的定標(biāo)器噪聲信號。
[0009]進(jìn)一步的根據(jù)本發(fā)明所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其中步驟四
中所述高度計(jì)原始接收信號滿足如下關(guān)系:
【權(quán)利要求】
1.一種基于信號重建跟蹤型有源定標(biāo)器的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一，在定標(biāo)收發(fā)過程完成后獲取有源定標(biāo)器原始接收信號和高度計(jì)原始接收信號; 步驟二，提取有源定標(biāo)器原始接收信號中存在的定標(biāo)器噪聲信號； 步驟三，對步驟二提取的定標(biāo)器噪聲信號進(jìn)行二次差分處理，獲得定標(biāo)器噪聲信號二次差分序列； 步驟四，對高度計(jì)原始接收信號進(jìn)行二次差分處理，獲得高度計(jì)原始接收信號二次差分序列； 步驟五，對步驟四獲得的高度計(jì)原始接收信號二次差分序列和步驟三獲得的定標(biāo)器噪聲信號二次差分序列進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算，得到高度計(jì)原始接收信號和有源定標(biāo)器原始接收信號之間的相對偏移量； 步驟六，利用步驟五獲得的相對偏移量對高度計(jì)原始接收信號和有源定標(biāo)器原始接收信號進(jìn)行匹配。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，其中步驟一中所述有源定標(biāo)器原始接收信號為有源定標(biāo)器接收到的高度計(jì)的對地發(fā)射信號，所述高度計(jì)原始接收信號為高度計(jì)接收到的有源定標(biāo)器發(fā)射的重建信號，兩者對應(yīng)于同一定標(biāo)收發(fā)過程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，其中所述步驟二進(jìn)一步包括以下過程:(1)提取有源定標(biāo)器原始接收信號數(shù)據(jù)中，用定點(diǎn)硬件計(jì)算的接收信號功率譜峰值位置測量值；(2)提取有源定標(biāo)器原始接收信號數(shù)據(jù)中，用浮點(diǎn)計(jì)算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值；(3)將步驟(2)中用浮點(diǎn)計(jì)算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值與步驟(1)中用定點(diǎn)硬件計(jì)算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值進(jìn)行做差，獲得有源定標(biāo)器原始接收信號中存在的定標(biāo)器噪聲信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，其中步驟四中所述高度計(jì)原始接收信號滿足如下關(guān)系
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，其中所述步驟五，高度計(jì)原始接收信號二次差分序列和定標(biāo)器噪聲信號二次差分序列的差異僅在于時(shí)間上的滯后或提前，所述相對偏移量為進(jìn)行互相關(guān)運(yùn)算時(shí)互相關(guān)函數(shù)取最大值時(shí)所對應(yīng)的自變量值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，其中所述步驟六具體通過將高度計(jì)原始接收信號或有源定標(biāo)器原始接收信號提前或滯后與所述相對偏移量對應(yīng)的樣本點(diǎn)數(shù)來建立高度計(jì)原始接收信號和有源定標(biāo)器原始接收信號之間的匹配關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的高度計(jì)與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其特征在于，其中所述高度計(jì)與有源定標(biāo)器間的幾何距離P滿足關(guān)系:
【文檔編號】G01S7/40GK103777184SQ201410013014
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】萬珺之, 郭偉, 王彩云, 趙飛, 劉鵬, 何佳寧, 蔡朋飛, 諶華 申請人:中國科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心