一種星載高度計與有源定標(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)備時間和高度計系統(tǒng)時間存在的相對誤差，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)器對星載高度計的定標(biāo)精度。
【專利說明】一種星載高度計與有源定標(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)高度計進(jìn)行定標(biāo)時，有源定標(biāo)器接收高度計的對地發(fā)射信號，生成定標(biāo)器信號，有源定標(biāo)器在接收到高度計的對地發(fā)射信號后，向高度計發(fā)射重建信號，高度計接收重建信號，生成高度計信號。由于定標(biāo)器每接收一次高度計發(fā)射信號，便生成一次定標(biāo)器接收信號，同時向高度計發(fā)送一次重建信號，因此高度計接收到的每個信號和定標(biāo)器接收到的每個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)高度計定標(biāo)方法能夠校正高度計自身時鐘頻率的偏差，同時能夠檢驗高度計數(shù)據(jù)對應(yīng)時間和定標(biāo)器數(shù)據(jù)對應(yīng)時間的一致性。高度計時鐘頻率偏差校正和星地數(shù)據(jù)對應(yīng)時間的一致性檢驗，均要求確定定標(biāo)器接收信號和高度計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接收信號均為離散時間序列，需要確定定標(biāo)器接收信號相對于高度計接收信號，提前(或滯后)多少個樣本點數(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)備的時間和高度計系統(tǒng)的時間均來自于GPS授時，因此理論上可根據(jù)高度計接收脈沖對應(yīng)的時間和定標(biāo)器接收脈沖對應(yīng)的時間來確定高度計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。但實際工程中，定標(biāo)器設(shè)備的時間和高度計系統(tǒng)的時間存在相對誤差，即:定標(biāo)器設(shè)備時間和高度計設(shè)備時間均為t，但定標(biāo)器設(shè)備真實時間為t-t& ,高度計設(shè)備真實時間為_t-tsS ,并且U@ ,因此，僅依靠時間進(jìn)行星地信號匹配將會帶來較大的誤差。目前尚無公開報道的現(xiàn)有技術(shù)，滿足定標(biāo)器接收信號和高度計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)備時間和高度計系統(tǒng)時間存在的相對誤差，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，對高度計原始接收信號進(jìn)行二次差分處理，獲得高度計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)器接收到的高度計的對地發(fā)射信號，所述高度計原始接收信號為高度計接收到的有源定標(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，用定點硬件計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，用浮點計算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值；(3)將步驟(2)中用浮點計算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值與步驟(1)中用定點硬件計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)明所述的高度計與有源定標(biāo)器信號匹配方法，其中步驟四
中所述高度計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，對高度計原始接收信號進(jìn)行二次差分處理，獲得高度計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)器接收到的高度計的對地發(fā)射信號，所述高度計原始接收信號為高度計接收到的有源定標(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，用定點硬件計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，用浮點計算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值；(3)將步驟(2)中用浮點計算獲得的接收信號功率譜峰值位置測量值與步驟(1)中用定點硬件計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)算時互相關(guān)函數(shù)取最大值時所對應(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)的樣本點數(shù)來建立高度計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任一項所述的高度計與有源定標(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