基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法，属于通信技术领域，方法主要利用基于光多普勒频移的时钟频率测量及速度计算模块和基于动态下双向单程测距的距离计算模块实现；本发明专利技术通过测量接收时钟相对发送时钟的多普勒频移来实现终端间相对速度的实时测量，使用本发明专利技术可以在不增加额外硬件的条件下实现实时高精度测速，并将测得的速度用于补偿动态下的测距误差，使动态下的测距精度大大提高。态下的测距精度大大提高。态下的测距精度大大提高。

【技术实现步骤摘要】
基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法


[0001]本专利技术属于激光通信领域，具体涉及一种基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法。

技术介绍

[0002]激光通信测距一体化通过在通信链路中插入测距信息可以实现在通信的同时进行距离的测量，是星间组网和卫星导航领域的重要研究方向。当前激光测距方案大致可分为单向测距(SOWR)和双向测距(DOWR)两类，DOWR因双向传输路径近似对称，大部分传输误差可以相互抵消，因此相比SOWR精度更高。现在对激光通信测距一体化的研究大多数使用的是DOWR方法。
[0003]DOWR的具体实现方式有很多种，其中基于时钟计数和相位测量的测距方法由于其实现结构简单，测距精度高而受到了广泛的关注。但是在实际使用时，由于卫星之间存在高速相对运动，因此测距结果会出现非常大的偏差，而如果能实时测量出两颗卫星间的相对速度并补偿回测距值，就可以大大降低测距的偏差。由于卫星载荷能力十分宝贵，因此如何在不增加硬件设备的情况下实现终端间测速并用测量得到的终端间相对速度对测距结果进行补偿是本专利技术研究本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法，其特征在于，具体如下：利用基于光多普勒频移的时钟频率测量及速度计算模块，通过测量接收时钟clk
rx
相对发送时钟clk
tx
的多普勒频移，来估算两个终端间的相对速度；利用基于动态下双向单程测距的距离计算模块，结合两个终端各自用双向单程测距方法测量得到的测距信息的飞行时间和用所述基于光多普勒频移的时钟频率测量及速度计算模块计算得到的相对速度进行距离计算。2.根据权利要求1所述的一种基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法，其特征在于：所述基于光多普勒频移的时钟频率测量及速度计算模块需要使用时钟数据恢复技术从接收数据流中恢复出接收时钟clk
rx
，clk
rx
的频率f
rx
和终端本地产生的发送时钟clk
tx
的频率f
tx
以及终端间相对速度v的关系可以表示为：其中c是光速，f
tx
已知，进一步的可获得v的计算公式：所述基于光多普勒频移的时钟频率测量及速度计算模块通过测量f
rx
的频率对相对速度v进行估算。3.根据权利要求2所述的一种基于光多普勒效应的星间激光通信测距一体化误差补偿方法，其特征在于：所述基于光多普勒频移的时钟频率测量及速度计算模块对相对速度v的估算的具体实现方法如下：(1)终端在clk
tx
下进行时钟计数，给出计数起始标志脉冲start，计数到N
t
后停止，给出停止标志脉冲stop；(2)终端在clk
rx
下采样start脉冲的上升沿，采样到start脉冲的上升沿后开始时钟计数；(3)终端在clk
rx
下采样stop脉冲的上升沿，采样到stop脉冲的上升沿后停止计数，获得计数值N，则f
rx
可近似为：(4)将步骤(3)中测量得到的f
rx
的近似频率代入v的计算公式进行计算得到：其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文渊，钟杰，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：