一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法，包括完全相同的两个终端；其中，所述两个终端均包括：测距帧发送单元用于生成测距帧并发送给另一终端；测距帧接收单元用于接收另一终端所计算出的包含测距帧发送时间的测距帧反馈信号，并获得当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；ADC采样计算模块通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差；测距帧发送时间计算模块用于获得测距帧发送时间计算值；测距计算模块根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值和两终端的距离。计算值和两终端的距离。计算值和两终端的距离。

【技术实现步骤摘要】
一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法


[0001]本专利技术涉及光通信测距
，尤其涉及一种基于差拍采样的高精度测距系统及方法。

技术介绍

[0002]随着航天技术和通信技术的不断发展，各国都在纷纷研究空天地一体的空间网络，星链计划的推出也印证了这一趋势。对于空天地一体化网络，其具备有全球覆盖、灵活机动、传输速率快等特点，在未来必然成为新的热门研究方向。空天地一体化网络对于卫星的位置有着精准的要求，只有保证每一颗卫星都处在正确的位置上才能保证空天地一体化网络的高效运作。因此，就需要卫星在进行通信的同时能够不断的确认卫星与卫星之间、卫星与地面之间的位置关系，这就需要一个具备有高精度测距功能的通信系统。
[0003]但是，在太空中进行高速通信，必然会受到多普勒效应的影响。常用的解决思想是在接收端估算出受多普勒效应影响所产生的频偏值，再使用均衡或者同步来进行补偿。但是现有测量方法对时钟源有很高的要求，太空中的时钟频率受多普勒效应会产生较大的波动，如能在恢复接收时钟频率时消除多普勒效应的影响，提高测距的精度，是非常有必要的。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，包括完全相同的两个终端；其中，所述两个终端均包括测距帧发送单元(100)，用于生成测距帧并发送给另一终端；所述测距帧发送单元(100)还输出发送时钟；测距帧接收单元(200)，用于接收另一终端所计算出的包含测距帧发送时间的测距帧反馈信号，并获得当前终端计算的测距帧到达另一终端的时间；所述测距帧接收单元(200)还输出接收时钟；ADC采样计算模块(117)，用于获取测距帧发送单元(100)输出的发送时钟，以及测距帧接收单元(200)输出的接收时钟，以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差；测距帧发送时间计算模块(118)，用于从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间，以及从ADC采样计算模块(117)得到的发送时钟频率、接收时钟频率，及其频率差和相位差，获得测距帧发送时间计算值；测距计算模块(119)，根据测距帧反馈信号中的另一终端计算的测距帧到达时间和测距帧发送时间计算值，获得测距计算值。2.根据权利要求1所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧发送单元(100)，包括本地测距帧发送时间计算模块(111)，用于计算当前终端的当前测距帧的发送时间；数据帧组帧模块(112)，用于按照数据帧的格式将当前终端所需发送数据、从本地测距帧发送时间计算模块(111)获取的当前测距帧发送时间和当前终端计算的伪距值，进行整合并得到测距帧。3.根据权利要求2所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧发送单元(100)还包括高速串行发送接口(113)；所述高速串行发送接口(113)用于将数据帧组帧模块(112)整合的测距帧转换为串行数据流向另一终端输出，并向ADC采样计算模块(117)输出发送时钟。4.根据权利要求3所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧接收单元(200)，包括数据帧解帧模块(115)，用于接收另一终端的输入，进行解帧拆分，获取另一终端所计算的测距帧发送时间以及另一终端计算的伪距值；测距帧到达时间计算模块(116)，用于计算测距帧从当前终端到达另一终端的时间。5.根据权利要求4所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧接收单元(200)还包括高速串行接收接口(114)；所述高速串行接收接口(114)，用于接收另一终端发送的串行数据流形式的测距帧反馈信号，并转换为并行数据发送给数据帧解帧模块(115)；高速串行接收接口(114)还向ADC采样计算模块(117)输出接收时钟。6.根据权利要求2所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述ADC采样计算模块(117)以发送时钟为基准，对接收时钟进行的差拍采样；通过鉴频与鉴相来获取发送时钟与接收时钟之间的频率差与相位差，是令其中f
r
为接收时钟的频率，f
s
为发送时钟的频率，f
Δ
为发送时钟与接收频率的频率差，为发送时钟与接收时钟的相位差。7.根据权利要求6所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距帧发送时间计算模块(118)，获得测距帧发送时间计算值，是令其中测距帧发送时间计算值为T
s_precision
；T
s
是从测距帧反馈信号中获取另一终端计算出的测距帧发送时间。8.根据权利要求7所述的一种基于差拍采样的高精度测距系统，其特征在于，所述测距计算模块(119)根据测距帧反馈信号中的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵瑞岩，王元祥，
申请(专利权)人：苏州匾福光电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：