深空测距上下行设备零值的标定与分离方法技术

本发明专利技术公开了深空测距上下行设备零值的标定与分离方法，具体为：选取合作式月球表面着陆器L作为标定靶目标，将A站作为主站进行观测，使用A站及B站发送上行信号，A站、B站、C站均接收月球表面着陆器转发的下行信号，得到六组距离和数据；对距离和数据进行修正，得到修正后的距离和实测数据；使用光行时回溯迭代法，求解距离和理论值；将结果对应相减，得到误差标定结果；将误差结果序列对时间求平均，得到系统偏差；根据系统偏差将测站A、B的上下行设备零值进行精确的标定和分离。本发明专利技术方法相比于现有的比零值均分法，更准确的反映设备上下行零值情况，在深空异站收发测量中有明显的效益。益。益。

【技术实现步骤摘要】
深空测距上下行设备零值的标定与分离方法


[0001]本专利技术属于深空探测标定
，具体涉及深空测距上下行设备零值的标定与分离方法。

技术介绍

[0002]深空测距获取的测量值为距离和，其上下行设备零值难以分离。通常方法是进行单站双向测距，扣除探测器转发时延和大气折射时延后，标定距离和系统误差，简单折半得到上下行设备零值。零值均分法在进行收发异站测距时，会引入数十米到百米的误差，这是不可忽略的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供深空测距上下行设备零值的标定与分离方法，建立零值组合的非齐次线性方程组，通过解方程获得准确的上下行设备零值。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，深空测距上下行设备零值的标定与分离方法，其特征在于，设待标定深空测量站为A站和B站，C站辅助标定站，L为月球表面着陆器，通过以下步骤对A站、B站进行上下行设备零值标定与分离；
[0005]步骤1，选取合作式月球表面着陆器L作为标定靶目标，将A站作为主站进行观测；从时间t0到t1，使用A站发送上行信号，A站、B站、C站均接收月球表面着陆器转发的下行信号，获取三组距离和数据ρ
AA
(t),ρ
AB
(t),ρ
AC
(t)；从时间t1到t2，使用B站发送上行信号，A、B、C三站接收月球表面着陆器转发的下行信号，获取三组距离和数据ρ
BB
(t),ρ
BA
(t),ρ
BC
(t)；
[0006]步骤2，对步骤1中的距离和数据分别进行修正，得到修正后的距离和实测数据ρ
′
AA
，ρ
′
BB
，ρ
′
AB
，ρ
′
BA
，ρ
′
AC
，ρ
′
BC
；
[0007]步骤3，使用光行时回溯迭代法，求解距离和理论值；
[0008]步骤4，将步骤2和3的结果对应相减，得到误差标定结果；将误差结果序列对时间求平均，得到系统偏差；
[0009]步骤5，根据系统偏差将测站A、B的上下行设备零值进行精确的标定和分离。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]步骤2中，具体为：
[0012]步骤2.1，对步骤1得到的六组距离和数据扣除地面测试获得的等效附加距离，完成转发器时延修正；
[0013]步骤2.2，测量信号穿过大气，受到大气折射影响，传播路径增加引入时延；通过GNSS双频接收机或大气折射经验模型予以修正；
[0014]步骤2.3，利用高精度共视接收机，通过共视GNSS卫星传递收发站站间钟差，钟差折算成距离误差，在测量数据中予以扣除。
[0015]步骤3中，具体为：以A站上行B站下行为例；
[0016]步骤3.1，以数据接收时刻t∈[t1,t2]，着陆器r
L
(t)和下行测站位置r
B
(t)为初始
值，进行光行时迭代，求解着陆器转发时刻t
‑
τ1着陆器精确位置r
L
(t
‑
τ1)，获得理论下行距离
[0017]τ1为下行光行时，即信号在t
‑
τ1时刻，从着陆器出发，在t时刻，到达下行测站；
[0018]步骤3.2，以着陆器转发时刻t
‑
τ1，着陆器r
L
(t
‑
τ1)和上行测站位置r
A
(t
‑
τ1)为初始值，进行光行时迭，求解上行测站发送时刻t
‑
τ1‑
τ2上行测站精确位置r
A
(t
‑
τ1‑
τ2)，获得理论上行距离τ2为下行光行时；
[0019]步骤3.3，将所得结果相加，得到距离和的理论值同样方法获得
[0020]步骤4中，系统偏差表示为：
[0021][0022]步骤5中，系统偏差等于各组合上下行设备零值之和，六组数据组成一个非齐次线性方程组：
[0023][0024]获得最小二乘解：
[0025][0026]至此，测站A、B的上下行设备零值得到精确的标定和分离。
[0027]本专利技术的有益效果是：通过辅助接收站增加观测冗余，建立零值组合的非齐次线性方程组，通过解方程获得准确的上下行设备零值。本专利技术方法相比于现有的比零值均分法，更准确的反映设备上下行零值情况，在深空异站收发测量中有明显的效益。
附图说明
[0028]图1是本专利技术方法与零值均分法的误差分析图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0030]本专利技术深空测距上下行设备零值的标定与分离方法，具体按照以下步骤进行实施：
[0031]设待标定深空测量站为A站和B站，C站辅助标定站，L为月球表面着陆器，通过以下步骤对A站、B站进行上下行设备零值标定与分离；
[0032]步骤1，选取合作式月球表面着陆器L作为标定靶目标，将A站作为主站进行观测，从时间t0到t1，使用A站发送上行信号，A站、B站、C站均接收月球表面着陆器转发的下行信号，获取三组距离和数据ρ
AA
(t),ρ
AB
(t),ρ
AC
(t)，t＝t0,t0+Δt,t0+2Δt,
…
,t1，Δt为测量间隔；
[0033]从时间t1到t2，使用B站发送上行信号，A、B、C三站接收月球表面着陆器转发的下行信号，获取三组距离和数据ρ
BB
(t),ρ
BA
(t),ρ
BC
(t)，t＝t1,t1+Δt,t1+2Δt,
…
,t2，Δt为测量间隔。
[0034]步骤2，对步骤1中的距离和数据分别进行修正，具体为：
[0035]步骤2.1，着陆器、转发器接收和转发信号，会引入一个等效附加距离。该距离通过地面测试获得，通常为一常值，对上面得到的六组距离和数据扣除地面测试获得的等效附加距离，完成转发器时延修正；
[0036]步骤2.2，测量信号穿过大气，受到大气折射影响，传播路径增加引入时延。可通过GNSS双频接收机或大气折射经验模型予以修正；
[0037]步骤2.3，利用高精度共视接收机，通过共视GNSS卫星传递收发站站间钟差，钟差折算成距离误差，在测量数据中予以扣除；
[0038]步骤1中的到的六组距离和数据，减去步骤2中三个步骤计算的修正量，得到修正后的距离和实测数据ρ
′
AA
，ρ
′
BB
，ρ
′
AB
，ρ
′
BA
，ρ
′
AC
，ρ
′
BC...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深空测距上下行设备零值的标定与分离方法，其特征在于，设待标定深空测量站为A站和B站，C站辅助标定站，L为月球表面着陆器，通过以下步骤对A站、B站进行上下行设备零值标定与分离；步骤1，选取合作式月球表面着陆器L作为标定靶目标，将A站作为主站进行观测；从时间t0到t1，使用A站发送上行信号，A站、B站、C站均接收月球表面着陆器转发的下行信号，获取三组距离和数据ρ
AA
(t),ρ
AB
(t),ρ
AC
(t)；从时间t1到t2，使用B站发送上行信号，A、B、C三站接收月球表面着陆器转发的下行信号，获取三组距离和数据ρ
BB
(t),ρ
BA
(t),ρ
BC
(t)；步骤2，对步骤1中的距离和数据分别进行修正，得到修正后的距离和实测数据ρ
′
AA
，ρ
′
BB
，ρ
′
AB
，ρ
′
BA
，ρ
′
AC
，ρ
′
BC
；步骤3，使用光行时回溯迭代法，求解距离和理论值；步骤4，将步骤2和3的结果对应相减，得到误差标定结果；将误差结果序列对时间求平均，得到系统偏差；步骤5，根据系统偏差将测站A、B的上下行设备零值进行精确的标定和分离。2.根据权利要求1所述的深空测距上下行设备零值的标定与分离方法，其特征在于，所述步骤2中，具体为：步骤2.1，对步骤1得到的六组距离和数据扣除地面测试获得的等效附加距离，完成转发器时延修正；步骤2.2，测量信号穿过大气，受到大气折射影响，传播路径增加引入时延；通过GNSS双频接收机...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶楠，洪宇，何雨帆，黄静琪，李海玥，张伟，强立，任凯强，高云鹏，
申请(专利权)人：中国西安卫星测控中心，
类型：发明
国别省市：