【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及深空测控，尤其涉及一种多普勒测量数据站内自校验方法、装置、设备及介质。
技术介绍
1、作为深空无线电导航中最重要的测量导航技术之一，多普勒测量是直接对深空航天器与地面深空站之间的无线电通信信号中载波信号的相位作积分增量测量，其测量稳定、精度高，已广泛应用于深空航天器的早期入轨、转移巡航、行星捕获和环绕飞行等各个阶段的轨道测量与确定中。
2、深空航天器的轨道确定由任务操作中心完成。首先，地面深空站跟踪深空航天器，获取测距、多普勒和甚长基线干涉测量等多种测量数据，并将测量数据传输至任务操作中心，再由任务操作中心定轨预报综合软件进行航天器的轨道确定、测量数据的精度评估和轨道预报等。地面测量数据的精度是影响深空航天器定轨精度的重要因素。如果多普勒测量数据存在问题，会导致轨道确定结果偏离实际轨道，从而影响航天器的正常飞行控制。例如，美国国家航空航天局于1999年发射的火星气象轨道器(mars climate orbiter)在地火转移段由于利用多普勒测量数据进行定轨失败，导致地面深空站与轨道器失去联系，并最终导致整个任务失败。
3、相比于传统的地球轨道卫星和月球探测器，火星、小行星等深空探测任务的探测器飞行的最大特点是行星转移巡航段飞行时间长，一般长达数年，且一个时段内仅有单个地面测站对航天器可见，即在一段时间内，任务操作中心仅能利用来一个测站的测量数据确定航天器的飞行轨迹。以我国首次火星探测任务为例，在这种场景下，若任务操作中心使用了存在问题的多普勒数据用于轨迹确定，往往会在“计算残差”这一步中通过
4、因此，需要一种多普勒跟踪精度自校验方法以实现在深空站内实时校验多普勒测量数据的正确性和有效性。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种的多普勒测量数据站内自校验方法、装置、设备及介质，用以解决现有海量数据目标前后背景分离面临的处理速度较慢、计算资源消耗大的问题。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种多普勒测量数据站内自校验方法，包括以下步骤：
3、步骤s1、循环生成在深空站一次完整的信号跟踪时间内的本地复信号序列；
4、步骤s2、计算包含残余频率的复混频序列；
5、步骤s3、确定复混频序列中所包含的残余频率；
6、步骤s4、基于残余频率值判断多普勒测量数据是否有效。
7、在本专利技术的一个技术方案中，在所述步骤s1中，具体包括：
8、步骤s11、利用深空站对探测器进行跟踪测量，当深空站的测控设备稳定跟踪探测器信号后，接收机内输入数字锁相环的复信号序列为：
9、
10、其中，exp(2πfn)为正弦载波信号，为高斯白噪声；
11、在第i+1个环路更新时间内的第k+1(0≤k≤m-1)个点对应的本地复信号为：
12、
13、则，第i+1(0≤i≤n-1)个环路更新时间内的数字压控振荡器频率fi表示为：
14、
15、其中，fosc为本地晶振的频率，a为第i+1(0≤i≤n-1)个环路更新时间内，深空站本地晶振依据锁相环上一次环路计算中环路滤波器给出的环路跟踪误差生成的频率控制字，m表示为一个环路更新时间内包含m个原始信号采样点；n表示为在一次完整的信号跟踪时间内共完成n次环路更新；
16、步骤s12、设输入信号的采样时间间隔为利用对做正交复混频，完成对输入复信号的相位旋转；
17、步骤s13、将相位旋转后的复信号输入至环路滤波器给出鉴相误差，并通过积分滤波给出环路跟踪误差及频率控制字a；
18、步骤s14、将频率控制字a输入至数字压控振荡器，控制数字压控振荡器的频率，由数字压控振荡器生成下一个环路计算周期的本地复信号；
19、步骤s15、生成在一次完整的信号跟踪时间内的本地复信号序列
20、在本专利技术的一个技术方案中，在所述步骤s2中，具体包括：
21、利用本地复信号序列对输入复信号序列做正交复混频，得到包含残余频率的复混频序列，表示为：
22、
23、其中，表示本地复信号序列，表示接收机内输入数字锁相环的复信号序列，表示点对点的复数相乘。
24、在本专利技术的一个技术方案中，在所述步骤s3中，确定使复混频序列的周期图估计函数达到最大值的频率为复混频序列中所包含的残余频率，
25、对于复混频序列评估其周期图函数为：
26、
27、则使得i(f)最大的f，即为复混频序列中所包含的残余频率δf；
28、其中，表示复混频序列，m表示为一个环路更新时间内包含m个原始信号采样点，n表示为在一次完整的信号跟踪时间内共完成n次环路更新，exp(-j2πfn)为正弦载波复信号，j表示虚数单位。
29、在本专利技术的一个技术方案中，在所述步骤s4中，具体包括：
30、若残余频率δf小于多普勒测量数据的精度指标所对应的频率跟踪误差，则对应的多普勒测量数据有效，否则无效。
31、根据本专利技术的一个方面，提出了一种多普勒测量数据站内自校验装置，包括：
32、生成单元，用于循环生成在深空站一次完整的信号跟踪时间内的本地复信号序列；
33、计算单元，用于计算包含残余频率的复混频序列；
34、确定单元，用于确定复混频序列中所包含的残余频率；
35、判断单元，用于基于残余频率值判断多普勒测量数据是否有效。
36、根据本专利技术的一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行如上述技术方案中任一项所述的一种多普勒测量数据站内自校验方法。
37、根据本专利技术的一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如上述技术方案中任一项所述一种多普勒测量数据站内自校验方法。
38、本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
39、本专利技术提出了一种多普勒测量数据站内自校验方法、装置、设备及介质，通过环生成在深空站一次完整的信号跟踪时间内的本地复信号序列，计算复混频序列，确定残余频率，基于残余频率值判断多普勒测量数据是否有效，可以在地面深空站内实时对跟踪测量深空探测器所获取的多普勒测量数据精度进行自校验，不依赖事后多源数据精密定轨结果，实时性好，能够在深空站内实时校验多普勒测量数据，剔除无效数据，从而确保定轨所用的多普勒测量数据的质量和精度，具有广阔的实际工程应用前景。
40、进一步地，可以实时校验多普勒测量数据的正确性和有效性，从本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤S1中，具体包括：
3.根据权利要求2所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤S2中，具体包括：
4.根据权利要求3所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤S3中，确定使复混频序列的周期图估计函数达到最大值的频率为复混频序列中所包含的残余频率，
5.根据权利要求4所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤S4中，具体包括：
6.一种多普勒测量数据站内自校验装置，其特征在于，包括：
7.一种电子设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序；其中，处理器与存储器连接，上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序，以使电子设备执行如权利要求1至5中任一项所述的多普勒测量数据站内自校验方法。
8.一种计算机可读存储
...【技术特征摘要】
1.一种多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤s1中，具体包括：
3.根据权利要求2所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤s2中，具体包括：
4.根据权利要求3所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤s3中，确定使复混频序列的周期图估计函数达到最大值的频率为复混频序列中所包含的残余频率，
5.根据权利要求4所述的多普勒测量数据站内自校验方法，其特征在于，在所述步骤s4中，具体包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：樊敏，郝万宏，徐得珍，辛晓生，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三九二一部队，
类型：发明
国别省市：
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