專(zhuān)利名稱(chēng)：一種星載sar的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，是一種星載SAR的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法。
背景技術(shù)：
星載合成孔徑雷達(dá)(SAR)在工作過(guò)程中，一方面接收地面雷達(dá)回波，另一方面通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線(如1553B總線、CAN總線等)接收星務(wù)計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)、GPS的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)等，作為雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)，這些輔助數(shù)據(jù)與地面回波數(shù)據(jù)共同打包下傳地面。雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)中打包的絕對(duì)時(shí)間可稱(chēng)為雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間。地面處理過(guò)程中，根據(jù)衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)和雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)可以得到各個(gè)時(shí)刻的衛(wèi)星絕對(duì)位置，以及對(duì)應(yīng)時(shí)刻的地面成像區(qū)域的絕對(duì)位置(如經(jīng)緯度)。因此，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的誤差是造成星載SAR系統(tǒng)地面目標(biāo)定位誤差的重要因素之一。另外，在需要多星協(xié)同工作的系統(tǒng)中，例如編隊(duì)衛(wèi)星干涉SAR系統(tǒng)，協(xié)同工作的各星載SAR之間需要同時(shí)工作，要求各衛(wèi)星上的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間具有足夠高的絕對(duì)時(shí)間精度；另一方面，由于干涉處理過(guò)程中基線高精度測(cè)量和基線反演的需要，對(duì)協(xié)同工作的各衛(wèi)星雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間精度的要求也較高，需要達(dá)到微秒甚至亞微秒量級(jí)。目前的星載SAR系統(tǒng)中，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的獲得一般采用以下方式星上GPS接收機(jī)通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線將絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)傳給星務(wù)計(jì)算機(jī)，星務(wù)計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理，再向星務(wù)數(shù)據(jù)總線上廣播，雷達(dá)計(jì)算機(jī)收到絕對(duì)時(shí)間廣播數(shù)據(jù)后，通過(guò)軟件進(jìn)行接收保存，并利用軟件更新本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)的維護(hù)，待需要雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)打包時(shí)，由雷達(dá)計(jì)算機(jī)軟件讀取本地時(shí)鐘數(shù)據(jù)，連同星務(wù)總線接收的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)一同打入雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)。在這一過(guò)程中由于僅對(duì)絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)和存儲(chǔ)，并且涉及較多的軟件操作，使得絕對(duì)時(shí)間的精度難于保證，一般僅能達(dá)到幾毫秒到十幾毫秒量級(jí)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種星載SAR的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，解決星載SAR系統(tǒng)中，常規(guī)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法精度較低的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持，將雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度提高到μ s或百ns量級(jí)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法,其包括(I)在雷達(dá)計(jì)算機(jī)的FPGA中，設(shè)置一個(gè)由高精度基準(zhǔn)頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器；(2)以GPS輸出的IPPS脈沖前沿時(shí)刻作為時(shí)間基準(zhǔn)，用本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器對(duì)從時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)刻到每幀回波采集時(shí)刻之間的時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)時(shí)；(3)在SAR開(kāi)機(jī)后本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，等到第一個(gè)IPPS脈沖到來(lái)時(shí)，在其前沿時(shí)刻復(fù)位本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，作為本地時(shí)鐘的O時(shí)刻；(4)在每個(gè)PRF周期內(nèi)，雷達(dá)采集一幀回波數(shù)據(jù)，在開(kāi)始采集每幀回波信號(hào)時(shí)記下當(dāng)前本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)間；(5)把d)步記錄的當(dāng)前本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)值，連同通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線接收的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)，共同作為雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)的一部分下傳地面站；(6)地面站處理時(shí)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到雷達(dá)回波采集時(shí)刻的高精度絕對(duì)時(shí)間信息，以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的聞精度保持。所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其所述(6)步中經(jīng)過(guò)計(jì)算，是利用以下公式恢復(fù)每幀回波數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間實(shí)際絕對(duì)時(shí)間=總線接收絕對(duì)時(shí)間+每幀回波采集時(shí)間(PPS時(shí)間)。
`
所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其所述(3) (4)步，每當(dāng)GPS接收機(jī)送來(lái)的IPPS脈沖前沿時(shí)刻，本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器復(fù)位，重新從O開(kāi)始計(jì)數(shù)；定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生器輸出采樣起始信號(hào)用于觸發(fā)每幀回波信號(hào)采樣的起始，其頻率與脈沖重復(fù)頻率信號(hào)(PRF)相同；利用采樣起始信號(hào)把本地時(shí)間計(jì)數(shù)值打入本地時(shí)間計(jì)數(shù)鎖存器，則該計(jì)數(shù)值代表了每幀雷達(dá)回波采樣時(shí)刻與IPPS脈沖前沿時(shí)刻之間的延時(shí)時(shí)間。所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其所述采樣起始信號(hào)，為輔助數(shù)據(jù)打包電路的觸發(fā)信號(hào)，使得輔助數(shù)據(jù)打包與本地時(shí)間數(shù)據(jù)輸出保持節(jié)拍同步。所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其所述每幀輔助數(shù)據(jù)打包時(shí)，從時(shí)間數(shù)據(jù)鎖存器2讀取整秒時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)Ttl，從本地時(shí)間計(jì)數(shù)鎖存器讀取本地時(shí)間計(jì)數(shù)值K，則當(dāng)前幀雷達(dá)回波采樣時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間t為 其中&為驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的基準(zhǔn)頻率信號(hào)的頻率。所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其所述雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持，由基準(zhǔn)頻率信號(hào)的頻率及其準(zhǔn)確度決定，基準(zhǔn)頻率信號(hào)由晶振產(chǎn)生本發(fā)明方法的有益效果是，通過(guò)采用全硬件實(shí)現(xiàn)絕對(duì)時(shí)間的保持，使得雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度可以提高到微秒量級(jí)，甚至百ns量級(jí)。具體地，當(dāng)驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的基準(zhǔn)頻率信號(hào)采用普通晶振輸出信號(hào)時(shí)，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度可以達(dá)到微秒量級(jí)；當(dāng)驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的基準(zhǔn)頻率信號(hào)采用GPS馴服晶振或原子鐘馴服晶振輸出信號(hào)時(shí)，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度可以達(dá)到百ns量級(jí)。a)若GPS授時(shí)精度為100ns，且用50MHz普通晶振驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，則雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的最大誤差不超過(guò)1. 12μ s ;b)若用GPS馴服或原子鐘馴服的50MHz晶振驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的最大誤差不超過(guò)120.1ns0本發(fā)明的技術(shù)方案已在國(guó)內(nèi)某SAR系統(tǒng)中得到驗(yàn)證。


圖1為高精度雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間信息保持的流程圖；圖2為高精度雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間信息保持原理示意圖；高精度雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的原理，其中IPPS為GPS接收機(jī)輸出的IPPS脈沖信號(hào)時(shí)序，PRF為雷達(dá)定時(shí)信號(hào)(脈沖重復(fù)頻率)的時(shí)序，每個(gè)PRF周期輸出一幀雷達(dá)數(shù)據(jù)(包含輔助數(shù)據(jù)和回波數(shù)據(jù))；圖3為本發(fā)明的一種星載SAR的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法的原理示意圖4為衛(wèi)星上GPS接收機(jī)送給雷達(dá)的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)和IPPS脈沖信號(hào)的時(shí)序關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式為了提高雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度，本發(fā)明方法的主要技術(shù)思路是采用全硬件實(shí)現(xiàn)絕對(duì)時(shí)間信息的傳輸和維護(hù)，通過(guò)絕對(duì)時(shí)鐘與本地相對(duì)時(shí)鐘的結(jié)合實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持。具體如下星上GPS接收機(jī)除了能夠輸出絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)外，還可以每秒輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，即IPPS脈沖，并且每秒輸出的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)代表的正是IPPS脈沖前沿時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間。利用這一特點(diǎn)可以增加雷達(dá)計(jì)算機(jī)與GPS接收機(jī)的接口，利用IPPS脈沖信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)雷達(dá)計(jì)算機(jī)FPGA內(nèi)部本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的硬件控制，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持。高精度雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的流程圖見(jiàn)附圖1所示，工作原理見(jiàn)附圖2所示。在雷達(dá)計(jì)算機(jī)的FPGA中，設(shè)計(jì)一個(gè)由高精度基準(zhǔn)頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器硬件，在SAR開(kāi)機(jī)后本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，等到第一個(gè)IPPS脈沖到來(lái)時(shí)，在其前沿時(shí)刻復(fù)位本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，作為本地時(shí)鐘的O時(shí)刻(即圖中的PPS時(shí)間)。在每個(gè)PRF周期內(nèi)，雷達(dá)采集一幀回波數(shù)據(jù)，在開(kāi)始采集每幀回波信號(hào)時(shí)記下當(dāng)前本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)間(即圖中的回波采集時(shí)間)，把記錄的本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)值連同通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線接收的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)共同打入輔助數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持。地面處理時(shí)可以利用以下公式恢復(fù)每幀回波數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間實(shí)際絕對(duì)時(shí)間=總線接收絕對(duì)時(shí)間+(每幀回波采集時(shí)間-PPS時(shí)間)。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖3給出了本發(fā)明的一 種星載SAR的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法的原理框圖，首先由雷達(dá)計(jì)算機(jī)通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線接收星務(wù)計(jì)算機(jī)在數(shù)據(jù)總線上廣播的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)，并將該時(shí)間數(shù)據(jù)寫(xiě)入時(shí)間數(shù)據(jù)鎖存器I。該絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)來(lái)源于GPS接收機(jī)，代表的是GPS輸出的IPPS脈沖信號(hào)前沿時(shí)刻的時(shí)間。為了保持雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)中絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)與IPPS脈沖的對(duì)應(yīng)關(guān)系，利用IPPS脈沖將時(shí)間數(shù)據(jù)鎖存器I的數(shù)據(jù)打入時(shí)間數(shù)據(jù)鎖存器2。在雷達(dá)計(jì)算機(jī)的FPGA中設(shè)計(jì)一個(gè)由基準(zhǔn)頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，每當(dāng)GPS接收機(jī)送來(lái)的IPPS脈沖前沿時(shí)刻，該本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器復(fù)位，重新從O開(kāi)始計(jì)數(shù)。定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生器輸出的采樣起始信號(hào)用于觸發(fā)每幀回波信號(hào)采樣的起始，其頻率與脈沖重復(fù)頻率信號(hào)(PRF)相同。利用采樣起始信號(hào)把本地時(shí)間計(jì)數(shù)值打入本地時(shí)間計(jì)數(shù)鎖存器，則該計(jì)數(shù)值代表了每幀雷達(dá)回波采樣時(shí)刻與IPPS脈沖前沿時(shí)刻之間的延時(shí)時(shí)間。另外，采樣起始信號(hào)作為輔助數(shù)據(jù)打包電路的觸發(fā)信號(hào)，使得輔助數(shù)據(jù)打包與本地時(shí)間數(shù)據(jù)輸出保持節(jié)拍同步。每幀輔助數(shù)據(jù)打包時(shí)，從時(shí)間數(shù)據(jù)鎖存器2讀取整秒時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)(用Ttl表示)，從本地時(shí)間計(jì)數(shù)鎖存器讀取本地時(shí)間計(jì)數(shù)值(用K表示)，則當(dāng)前幀雷達(dá)回波采樣時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間t為
Kt = Το+-T
JO其中&為驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的基準(zhǔn)信號(hào)頻率。圖4給出了 GPS接收機(jī)輸出絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)和IPPS脈沖的時(shí)序關(guān)系示意圖，從圖中可以看出，在每一個(gè)整秒時(shí)刻，GPS接收機(jī)首先輸出IPPS脈沖信號(hào)，之后經(jīng)過(guò)解算過(guò)程的時(shí)間延遲，向數(shù)據(jù)總線輸出與該IPPS脈沖對(duì)應(yīng)的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)，這樣利用本發(fā)明的方案，每一個(gè)IPPS脈沖鎖存的實(shí)際上是上一秒的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)。為了解決這一問(wèn)題，計(jì)算每幀回波數(shù)據(jù)的絕對(duì)時(shí)間時(shí)，可以在輔助數(shù)據(jù)中絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上增加I秒，或者從下一秒的雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)中提取絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)，然后再與本地時(shí)間計(jì)數(shù)對(duì)應(yīng)的時(shí)間延遲相加?？紤]到目前星載GPS接收機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)的授時(shí)精度為百ns量級(jí)，采用本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度主要取決于基準(zhǔn)頻率信號(hào)的頻率及其準(zhǔn)確度。假設(shè)GPS授時(shí)精度為100ns，若采用50MHz普通晶振(頻率準(zhǔn)確度為IX 10_6量級(jí))驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的最大誤差不超過(guò)1. 12 μ s ;若采用GPS馴服或原子鐘馴服的50MHz晶振(頻率準(zhǔn)確度可優(yōu)于I X 10,量級(jí))驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，可實(shí)現(xiàn)的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的最大誤差不超過(guò)120.1ns0本發(fā)明方法，針對(duì)通常的星載SAR系統(tǒng)中雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間精度不高(僅為ms量級(jí))的問(wèn)題，采用本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器等數(shù)字電路硬件，在星上GPS接收機(jī)輸出的秒脈沖(1PPS脈沖)控制下，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持，將雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度提高到μ s或百ns
量 級(jí)。
權(quán)利要求
1.一種星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其特征是包括a)在雷達(dá)計(jì)算機(jī)的FPGA中，設(shè)置一個(gè)由高精度基準(zhǔn)頻率信號(hào)驅(qū)動(dòng)的本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器；b)以GPS輸出的IPPS脈沖前沿時(shí)刻作為時(shí)間基準(zhǔn)，用本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器對(duì)從時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)刻到每幀回波采集時(shí)刻之間的時(shí)間延遲進(jìn)行計(jì)時(shí)；c)在SAR開(kāi)機(jī)后本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，等到第一個(gè)IPPS脈沖到來(lái)時(shí)，在其前沿時(shí)刻復(fù)位本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，作為本地時(shí)鐘的O時(shí)刻；d)在每個(gè)PRF脈沖重復(fù)頻率周期內(nèi)，雷達(dá)采集一幀回波數(shù)據(jù)，在開(kāi)始采集每幀回波信號(hào)時(shí)記下當(dāng)前本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的時(shí)間；e)把d)步記錄的當(dāng)前本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)值，連同通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線接收的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)， 共同作為雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)的一部分下傳地面站；f)地面站處理時(shí)，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到雷達(dá)回波采集時(shí)刻的高精度絕對(duì)時(shí)間信息，以實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持。
2.如權(quán)利要求1所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其特征是所述f)步中經(jīng)過(guò)計(jì)算，是利用以下公式恢復(fù)每幀回波數(shù)據(jù)采樣時(shí)刻的雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間實(shí)際絕對(duì)時(shí)間=總線接收絕對(duì)時(shí)間+每幀回波采集時(shí)間。
3.如權(quán)利要求1所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其特征是所述c d)步， 每當(dāng)GPS接收機(jī)送來(lái)的IPPS脈沖前沿時(shí)刻，本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器復(fù)位，重新從O開(kāi)始計(jì)數(shù)；定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生器輸出采樣起始信號(hào)用于觸發(fā)每幀回波信號(hào)采樣的起始，其頻率與脈沖重復(fù)頻率信號(hào)相同；利用采樣起始信號(hào)把本地時(shí)間計(jì)數(shù)值打入本地時(shí)間計(jì)數(shù)鎖存器，則該計(jì)數(shù)值代表了每幀雷達(dá)回波采樣時(shí)刻與IPPS脈沖前沿時(shí)刻之間的延時(shí)時(shí)間。
4.如權(quán)利要求3所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其特征是所述采樣起始信號(hào)，為輔助數(shù)據(jù)打包電路的觸發(fā)信號(hào)，使得輔助數(shù)據(jù)打包與本地時(shí)間數(shù)據(jù)輸出保持節(jié)拍同
5.如權(quán)利要求4所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其特征是所述每幀輔助數(shù)據(jù)打包時(shí)，從時(shí)間數(shù)據(jù)鎖存器(2)讀取整秒時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)Ttl，從本地時(shí)間計(jì)數(shù)鎖存器讀取本地時(shí)間計(jì)數(shù)值K，則當(dāng)前幀雷達(dá)回波采樣時(shí)刻的絕對(duì)時(shí)間t為其中&為驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的基準(zhǔn)頻率信號(hào)的頻率。
6.如權(quán)利要求1或5所述的星載SAR雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，其特征是所述雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持，由基準(zhǔn)頻率信號(hào)的頻率及其準(zhǔn)確度決定，基準(zhǔn)頻率信號(hào)由晶振產(chǎn)生a)若GPS授時(shí)精度為100ns，用50MHz普通晶振驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的最大誤差不超過(guò)1. 12 μ s ;b)用GPS馴服或原子鐘馴服的50MHz晶振驅(qū)動(dòng)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持的最大誤差不超過(guò)120.1ns。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高精度雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持方法，涉及星載合成孔徑雷達(dá)(SAR)技術(shù)，針對(duì)通常的星載SAR系統(tǒng)中雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間精度不高(僅為ms量級(jí))的問(wèn)題，在硬件控制下通過(guò)絕對(duì)時(shí)鐘與本地相對(duì)時(shí)鐘(即本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間的高精度保持，即在通過(guò)星務(wù)數(shù)據(jù)總線接收GPS絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)的同時(shí)，設(shè)計(jì)本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器等數(shù)字電路硬件，采用GPS接收機(jī)輸出的秒脈沖(1PPS脈沖)控制本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器的運(yùn)行。將絕對(duì)時(shí)間數(shù)據(jù)和本地時(shí)鐘計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)一同打入雷達(dá)輔助數(shù)據(jù)，下傳地面后可在數(shù)據(jù)處理時(shí)得到高精度雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間。本發(fā)明方法可以將雷達(dá)絕對(duì)時(shí)間保持精度提高到μs或百ns量級(jí)。
文檔編號(hào)G01S7/02GK103048643SQ20111031106
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月14日
發(fā)明者李世強(qiáng), 禹衛(wèi)東, 孫吉利, 李早社 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所