一种星间测距系统、方法、设备及数据处理终端技术方案

本发明专利技术属于量子导航定位技术领域，公开了一种星间测距系统、方法、设备及数据处理终端，所述星间测距系统包括：光子收发单元，用于产生纠缠光子对，向待测距卫星以及内部光路发射信号光子，并接收待测卫星以及内部光路反射回的信号光子；符合计数单元，用于将收到的信号光子与闲散光子进行关联，获得其二阶关联曲线；距离测算单元，用于对由于系统内外部光程差产生的两条二阶关联曲线进行DFT相位差加权处理，获得待测卫星到本系统的实际光程差。本发明专利技术通过采用光子匹配的方法对进入光子探测器的宇宙空间杂散光起到了较大程度的滤除作用，提高了信噪比。本发明专利技术采用改进符合计数算法，计算速率相比传统符合计数算法有了极大的提高。提高。提高。

【技术实现步骤摘要】
一种星间测距系统、方法、设备及数据处理终端


[0001]本专利技术属于量子导航定位
，尤其涉及一种星间测距系统、方法、设备及数据处理终端。

技术介绍

[0002]目前，基于量子技术为基础的量子定位系统(Quantum Positioning System，QPS)作为一种定位精度高，保密性强的新型定位技术，利用纠缠光子对特有的纠缠属性，进行符合测量，得到两路光子的相位差信息，能为近地、深空等各类航天器提供位置、速度、时间等丰富的导航信息。量子测距技术最早于2001年由美国麻省理工学院的Vittorio Giovannetti博士和Lorenzo Maccone博士及其导师Lloyd教授提出，并同年将相关论文发表在《Nature》中，提出了量子测距定位的理想化的实验方法和系统。2005年Massimiliano F.Sacchi博士利用纠缠光子对成功实现了最小错误概率下的两个量子态的区分。2007年Jerey H.Shapiro博士。2008年Seth Lloyd教授提出了量子照明的概念，并且证明了使用纠缠光子对可以提高光子计数灵敏度。20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种星间测距系统，其特征在于，所述星间测距系统包括：光子收发单元，用于产生纠缠光子对，向待测距卫星以及内部光路发射信号光子，并接收待测卫星以及内部光路反射回的信号光子；符合计数单元，用于将收到的信号光子与闲散光子进行关联，获得其二阶关联曲线；距离测算单元，用于对由于系统内外部光程差产生的两条二阶关联曲线进行DFT相位差加权处理，获得待测卫星到本系统的实际光程差。2.如权利要求1所述的星间测距系统，其特征在于，所述光子收发单元，包括：高亮度量子纠缠源模块，用于将激光器发射的激光通过PPKTP晶体进行自发参量下转换，产生纠缠光子对，并通过极化分束器，将纠缠光子对分成信号光与闲散光两条光路；光子发射模块，用于将高亮度量子纠缠源模块产生的信号路光子通过准直器发射向测距/自检模块；测距/自检模块，用于通过切换偏振镜片，使自检模式下信号路光子仅通过系统内部光路进入光子探测器，使测距模式下信号路光子发射至太空；光子探测模块，用于通过光子探测器，对信号路以及闲散路光子进行探测，输出被探测光子到达探测器的时间标签流；待测距卫星的信号光子反射装置包括有角锥反射镜，用于将发射来的信号光子原路反射回星间测距系统；其中，所述测距/自检模块包括偏振片切换模块、极化分束器；处于自检模式时，通过在系统内信号光路中插入垂直偏振片，滤除垂直偏振外其他偏振态光子，垂直偏振光子在发射窗口的极化分束器处以45度角反射至接收窗口处极化分束器，再次以45度角反射进入光子探测器；处于测距模式时，通过在系统内信号光路中插入水平偏振片，滤除水平偏振外其他偏振态光子，水平偏振光子在发射窗口的极化分束器处透射，经过待测距卫星角锥反射器反射，在接收窗口的极化分束器处透射，进入光子探测器。3.如权利要求1所述的星间测距系统，其特征在于，所述符合计数单元，包括：光子对匹配模块，用于根据预估光程差将光子探测模块探测到的信号路和闲散路光子进行配对，生成粗匹配光子对数据；二阶关联函数生成模块，用于通过改进型符合计数算法对光子对匹配模块产生的粗匹配光子对数据进行符合运算，生成符合计数曲线即二阶关联函数；最小二乘法拟合模块，用于通过最小二乘法和拟合函数对二阶关联曲线进行拟合，生成拟合参数以及拟合曲线，并根据拟合参数以及拟合曲线分析信噪比等信息。4.如权利要求1所述的星间测距系统，其特征在于，所述距离测算单元，包括：最大似然估计法模块，用于通过最大似然估计法获得自检符合计数曲线和测距符合计数曲线的中心偏移位置，做差得到星间测距系统到待测距卫星的粗略距离信息；DFT相位差加权模块，用于对自检符合计数曲线和测距符合计数曲线进行DFT相位差加权，在最大似然估计法模块的辅助下，得到星间测距系统到待测距卫星的精确距离信息。5.一种运行如权利要求1～4任意一项所述的星间测距系统的星间测距方法，其特征在于，所述星间测距方法包括以下步骤：步骤一，通过光子收发单元产生纠缠光子对，向待测距卫星以及内部光路发射信号光子，并接收待测卫星以及内部光路反射回的信号光子；
步骤二，通过符合计数单元将收到的信号光子与闲散光子进行关联，获得其二阶关联曲线；步骤三，通过距离测算单元对由于系统内外部光程差产生的两条二阶关联曲线进行DFT相位差加权处理，获得待测卫星到本系统的实际光程差。6.如权利要求5所述的星间测距方法，其特征在于，步骤二中，所述符合计数单元的二阶关联函数生成模块采用的改进型符合计数算法，包括：对粗匹配光子对中每对光子，计算其中闲散路光子被探测时间t
i
与信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：张华，郭泽熙，李鹏魏，刘姝妍，宋迤达，许录平，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：