一种星载高度计与有源定标器的信号匹配方法
【专利摘要】本发明提出一种基于信号重建跟踪型有源定标器的高度计与定标器信号匹配方法，包括以下步骤：一，获取有源定标器原始接收信号和高度计原始接收信号；二，提取有源定标器原始接收信号中存在的定标器噪声信号；三，对步骤二的信号进行二次差分处理，获得定标器噪声信号二次差分序列；四，获得高度计原始接收信号二次差分序列；五，对步骤四和步骤三获得的二次差分序列进行互相关运算，得到相对偏移量；六，利用步骤五获得的相对偏移量对高度计原始接收信号和有源定标器原始接收信号进行匹配。本发明通过校正定标器设备时间和高度计系统时间存在的相对误差，充分考虑非理想因素引入的噪声影响，精确地建立了高度计接收信号和定标器接收信号间的匹配关系，提高了有源定标器对星载高度计的定标精度。
【专利说明】一种星载高度计与有源定标器的信号匹配方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微波遥感【技术领域】，尤其涉及一种基于信号重建跟踪型有源定标器的星载高度计与有源定标器的信号匹配方法。
【背景技术】
[0002]使用有源定标器对星载雷达高度计进行定标时，有源定标器接收高度计的对地发射信号，生成定标器信号，有源定标器在接收到高度计的对地发射信号后，向高度计发射重建信号，高度计接收重建信号，生成高度计信号。由于定标器每接收一次高度计发射信号，便生成一次定标器接收信号，同时向高度计发送一次重建信号，因此高度计接收到的每个信号和定标器接收到的每个信号之间存在一一对应关系。
[0003]基于脉冲重建式有源定标器的雷达高度计定标方法能够校正高度计自身时钟频率的偏差，同时能够检验高度计数据对应时间和定标器数据对应时间的一致性。高度计时钟频率偏差校正和星地数据对应时间的一致性检验，均要求确定定标器接收信号和高度计接收信号之间的对应关系。具体地，由于定标器接收信号和高度计接收信号均为离散时间序列，需要确定定标器接收信号相对于高度计接收信号，提前(或滞后)多少个样本点数。由于各种非理想因素的影响，在定标工作中，该提前(滞后)量不为零，必须采用技术手段获取。
[0004]由于定标器设备的时间和高度计系统的时间均来自于GPS授时，因此理论上可根据高度计接收脉冲对应的时间和定标器接收脉冲对应的时间来确定高度计接收信号序列和定标器接收信号序列之间的提前(滞后)量值。但实际工程中，定标器设备的时间和高度计系统的时间存在相对误差，即:定标器设备时间和高度计设备时间均为t，但定标器设备真实时间为t-t& ,高度计设备真实时间为_t-tsS ,并且U@ ,因此，仅依靠时间进行星地信号匹配将会带来较大的误差。目前尚无公开报道的现有技术，满足定标器接收信号和高度计接收信号匹配的要求。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种基于信号重建跟踪型有源定标器的高度计与定标器信号匹配方法，该匹配方法通过校正定标器设备时间和高度计系统时间存在的相对误差，充分考虑了各种非理想因素所引入的噪声影响，精确地建立了高度计接收信号和定标器接收信号之间的匹配关系，大大提高了有源定标器对星载雷达高度计的定标精度。
[0006]本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下:
一种基于信号重建跟踪型有源定标器的高度计与有源定标器信号匹配方法，包括以下步骤:
步骤一，在定标收发过程完成后获取有源定标器原始接收信号和高度计原始接收信
号;
步骤二，提取有源定标器原始接收信号中存在的定标器噪声信号；步骤三，对步骤二提取的定标器噪声信号进行二次差分处理，获得定标器噪声信号二次差分序列；
步骤四，对高度计原始接收信号进行二次差分处理，获得高度计原始接收信号二次差分序列；
步骤五，对步骤四获得的高度计原始接收信号二次差分序列和步骤三获得的定标器噪声信号二次差分序列进行互相关运算，得到高度计原始接收信号和有源定标器原始接收信号之间的相对偏移量；
步骤六，利用步骤五获得的相对偏移量对高度计原始接收信号和有源定标器原始接收信号进行匹配。
[0007]进一步的根据本发明所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其中步骤一中所述有源定标器原始接收信号为有源定标器接收到的高度计的对地发射信号，所述高度计原始接收信号为高度计接收到的有源定标器发射的重建信号，两者对应于同一定标收发过程。
[0008]进一步的根据本发明所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其中所述步骤二进一步包括以下过程:(I)提取有源定标器原始接收信号数据中，用定点硬件计算的接收信号功率谱峰值位置测量值；(2)提取有源定标器原始接收信号数据中，用浮点计算获得的接收信号功率谱峰值位置测量值；(3)将步骤(2)中用浮点计算获得的接收信号功率谱峰值位置测量值与步骤(1)中用定点硬件计算获得的接收信号功率谱峰值位置测量值进行做差，获得有源定标器原始接收信号中存在的定标器噪声信号。
[0009]进一步的根据本发明所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其中步骤四
中所述高度计原始接收信号满足如下关系:
【权利要求】
1.一种基于信号重建跟踪型有源定标器的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤一，在定标收发过程完成后获取有源定标器原始接收信号和高度计原始接收信号; 步骤二，提取有源定标器原始接收信号中存在的定标器噪声信号； 步骤三，对步骤二提取的定标器噪声信号进行二次差分处理，获得定标器噪声信号二次差分序列； 步骤四，对高度计原始接收信号进行二次差分处理，获得高度计原始接收信号二次差分序列； 步骤五，对步骤四获得的高度计原始接收信号二次差分序列和步骤三获得的定标器噪声信号二次差分序列进行互相关运算，得到高度计原始接收信号和有源定标器原始接收信号之间的相对偏移量； 步骤六，利用步骤五获得的相对偏移量对高度计原始接收信号和有源定标器原始接收信号进行匹配。
2.根据权利要求1所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，其中步骤一中所述有源定标器原始接收信号为有源定标器接收到的高度计的对地发射信号，所述高度计原始接收信号为高度计接收到的有源定标器发射的重建信号，两者对应于同一定标收发过程。
3.根据权利要求1所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，其中所述步骤二进一步包括以下过程:(1)提取有源定标器原始接收信号数据中，用定点硬件计算的接收信号功率谱峰值位置测量值；(2)提取有源定标器原始接收信号数据中，用浮点计算获得的接收信号功率谱峰值位置测量值；(3)将步骤(2)中用浮点计算获得的接收信号功率谱峰值位置测量值与步骤(1)中用定点硬件计算获得的接收信号功率谱峰值位置测量值进行做差，获得有源定标器原始接收信号中存在的定标器噪声信号。
4.根据权利要求1所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，其中步骤四中所述高度计原始接收信号满足如下关系
5.根据权利要求1所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，其中所述步骤五，高度计原始接收信号二次差分序列和定标器噪声信号二次差分序列的差异仅在于时间上的滞后或提前，所述相对偏移量为进行互相关运算时互相关函数取最大值时所对应的自变量值。
6.根据权利要求1所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，其中所述步骤六具体通过将高度计原始接收信号或有源定标器原始接收信号提前或滞后与所述相对偏移量对应的样本点数来建立高度计原始接收信号和有源定标器原始接收信号之间的匹配关系。
7.根据权利要求1-6任一项所述的高度计与有源定标器信号匹配方法，其特征在于，其中所述高度计与有源定标器间的几何距离P满足关系:
【文档编号】G01S7/40GK103777184SQ201410013014
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】万珺之, 郭伟, 王彩云, 赵飞, 刘鹏, 何佳宁, 蔡朋飞, 谌华 申请人:中国科学院空间科学与应用研究中心