一种高阶次谐波DOR测量方法、系统、设备及介质与流程

所属的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品，因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是一一但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

背景技术：

1、甚长基线干涉测量(very long baseline interferometry,vlbi)需要航天器下行多侧音信标，对于无专用dor信标的深空探测器，此时需要利用载波的高阶次谐波进行干涉测量，相对于专用信标信号，载波高阶次谐波的信噪比相对极低，导致无法有效进行干涉测量数据相关处理。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，具体针对无法有效进行干涉测量数据的处理问题，具体提供了一种高阶次谐波dor测量方法、系统、设备及介质，具体如下：

2、1)第一方面，本发明提供一种高阶次谐波dor测量方法，具体技术方案如下：

3、s1，对通过卫星天线获取载波通道信号进行本地相关处理，得到多个第一积分周期下的干涉相位，并基于所有干涉相位确定载波模型的第一相位多项式；

4、s2，基于所述载波模型的相位多项式确定高阶次谐波模型；

5、s3，基于所述高阶次谐波模型对通过卫星天线获取的多个高阶次谐波信号进行修正；

6、s4，通过多个修正后的高阶次谐波信号，确定每个高阶次谐波信号对应的残余相位；

7、s5，基于每个高阶次谐波信号对应的残余相位，通过多侧音dor时延计算方法，确定每个高阶次谐波信号对应的dor时延观测量。

8、本发明提供的一种高阶次谐波dor测量方法的有益效果如下：

9、基于载波信号的相位模型多项式，构建高阶次谐波的相位多项式模型，通过优化设定积分周期，对高阶次谐波进行相位修正补偿，计算残余相位和残余时延，可以实现对dor测量时延观测量的获取，在深空干涉测量领域应用前景广阔。

10、在上述方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

11、进一步，所述基于所有干涉相位确定载波模型的第一相位多项式具体为：

12、通过第一公式确定载波模型的第一相位多项式，所述第一公式为：

13、k＝polyfit(t,φ,n)；

14、其中，t为载波通道信号相位的积分周期；为时间向量，为载波模型的相位向量，表示第m个积分周期的载波信号相位，m为连续跟踪弧段内积分周期个数，k＝[kn,kn-1,...,k0]为多项式系数向量，k(n),n＝1,2,...n，k(n)表示第n阶的多项式系数，polyfit(t,φ,n)表示对t,φ,n进行最小二乘拟合计算，n为多项式阶数，m>n。

15、进一步，所述基于所述载波模型的相位多项式确定高阶次谐波模型具体为：

16、通过第二公式确定所述高阶次谐波模型的相位多项式，所述第二公式为：

17、

18、其中，fc为载波设计标称频率，fsub为谐波设计频率，表示阶次为l的高阶次谐波模型，t表示时间变量，tn-1表示时间变量的n-1次方，tn表示时间变量的n次方，l表示通道本振频率，表示阶次为l的高阶次谐波的初始相位。

19、进一步，所述基于所述高阶次谐波模型对通过卫星天线获取的多个高阶次谐波信号进行修正具体为：

20、通过第三公式对高阶次谐波信号进行修正，所述第三公式为：

21、

22、其中，j为虚数单位，ssub-l(t)为原始高阶次谐波信号，ssub-lcor(t)为相位模型修正后的高阶次谐波信号。

23、进一步，所述确定每个高阶次谐波信号对应的残余相位具体为：

24、通过第四公式计算残余相位，所述第四公式为：

25、

26、其中，j表示第二积分周期tsub-l内包含的数据采样点个数，mind为高阶次谐波的调制系数，jl(mind)为自变量为mind的l阶贝塞尔函数。

27、2)第二方面，本发明还提供一种高阶次谐波dor测量系统，具体技术方案如下：

28、获取模块用于：对通过卫星天线获取载波通道信号进行本地相关处理，得到多个第一积分周期下的干涉相位，并基于所有干涉相位确定载波模型的第一相位多项式；

29、第一确定模块用于：基于所述载波模型的相位多项式确定高阶次谐波模型；

30、修正模块用于：基于所述高阶次谐波模型对通过卫星天线获取的多个高阶次谐波信号进行修正；

31、第二确定模块用于：通过多个修正后的高阶次谐波信号，确定每个高阶次谐波信号对应的残余相位；

32、测量模块用于：基于每个高阶次谐波信号对应的残余相位，通过多侧音dor时延计算方法，确定每个高阶次谐波信号对应的dor时延观测量。

33、在上述方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

34、进一步，所述基于所有干涉相位确定载波模型的第一相位多项式具体为：

35、通过第一公式确定载波模型的第一相位多项式，所述第一公式为：

36、k＝polyfit(t,φ,n)；

37、其中，t为载波通道信号相位的积分周期；为时间向量，为载波模型的相位向量，表示第m个积分周期的载波信号相位，m为连续跟踪弧段内积分周期个数，k＝[kn,kn-1,...,k0]为多项式系数向量，k(n),n＝1,2,...n，k(n)表示第n阶的多项式系数，polyfit(t,φ,n)表示对t,φ,n进行最小二乘拟合计算，n为多项式阶数，m>n。

38、进一步，所述基于所述载波模型的相位多项式确定高阶次谐波模型具体为：

39、通过第二公式确定所述高阶次谐波模型的相位多项式，所述第二公式为：

40、

41、其中，fc为载波设计标称频率，fsub为谐波设计频率，表示阶次为l的高阶次谐波模型，t表示时间变量，tn-1表示时间变量的n-1次方，tn表示时间变量的n次方，l表示通道本振频率，表示阶次为l的高阶次谐波的初始相位。

42、进一步，所述基于所述高阶次谐波模型对通过卫星天线获取的多个高阶次谐波信号进行修正具体为：

43、通过第三公式对高阶次谐波信号进行修正，所述第三公式为：

44、

45、其中，j为虚数单位，ssub-l(t)为原始高阶次谐波信号，ssub-lcor(t)为相位模型修正后的高阶次谐波信号。

46、进一步，所述确定每个高阶次谐波信号对应的残余相位具体为：

47、通过第四公式计算残余相位，所述第四公式为：

48、

49、其中，j表示第二积分周期tsub-l内包含的数据采样点个数，mind为高阶次谐波的调制系数，jl(mind)为自变量为mind的l阶贝塞尔函数。

50、3)第三方面，本发明还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由所述处理器加载并执行，以使所述计算机设备实现如上任一项方法。

51、4)第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一条计算机程序，所述至少一条计算机程序由处理器加载并执行，以使计算机实现如上任一项方法。

52、需要说明的是，本发明的第二方面至第四方面的技术方案及对应的可能的实现方式所取得的有益效果，可以参见上述对第一方面及其对应的可能的实现方式的技术效果，此处不再赘述。