航天器DOR信号本地相关处理的建模与仿真

详述了DOR（差分单向测距）信号的本地相关处理方法。首先根据轨道预报确定先验时延模型值,利用高精度频率估算方法估计航天器DOR信号的星上发射频率,然后通过时延模型值与频率估计值构造DOR本地模型信号,再将此模型信号分别与测站接收的DOR实测信号进行互相关运算,提取相关相位,解算高精度时延观测量。推导了DOR信号本地相关处理的数学模型,通过信号仿真验证了该方法的有效性,在仅考虑系统噪声影响与轨道预报误差的条件下,仿真时延测量精度达到0.1 ns,为深空航天器精密轨道测量提供了一种可借鉴的技术方法。

深空探测单向差分测距几何时延仿真及计算

本地相关处理方法对单向差分测距(DOR)时延模型精度的依赖远高于常规甚长基线干涉测量(VLBI)时延模型,时延模糊度消除的难度也较高,目前这一方法还未在中国深空探测工程中实现。文章研究了DOR几何时延的计算方法,采用仿真和实测两种方法进行正确性验证。利用仿真DOR几何时延以及DOR信号,采用本地相关方法,获得DOR时延观测量,与仿真实际时延差别小于0.2ps。使用"嫦娥二号"卫星的轨道数据分别计算了DOR几何时延和VLBI几何时延,并做了相应转换。DOR时延与VLBI时延经转化后,吻合在几十皮秒量级。文章验证了DOR时延计算方法的正确性,成果可用于未来月球、火星、金星等深空探测器的DOR射电干涉测量。

一种快速DOR信号提取方法及其软件实现

为了实现对深空探测器发射的DOR信号的射电干涉测量,可以采用单站接收信号与本地模型信号进行本地相关处理的方法,提取DOR信号的幅度和相位。本文考察了一种基于线性相位模型计算的快速DOR信号提取算法,采用并行编程技术,开发了算法验证软件。利用该软件对嫦娥二号DOR数据的处理结果表明,在4核普通商用计算机上可实现单站32 Mb/s数据的实时处理,0.5 s积分时间内DOR信号相位精度可达到2°左右,频率精度约为20 mHz。