深空探测中VLBI宽带相关技术研究与实现

发布时间：2017-12-06 11:11

  本文关键词：深空探测中VLBI宽带相关技术研究与实现

  更多相关文章： 深空探测 甚长基线干涉测量 宽带相关 软件相关处理机 无预测模型相关

【摘要】：深空探测作为人类在21世纪三大航天活动之一,已经成为世界各国航天活动的一大热点。在深空探测活动中,深空探测器的跟踪定位是至关重要的环节。甚长基线干涉测量(VLBI, Very Long Baseline Interferometiy)宽带相关技术通过对两观测站深空探测接收机采集到的观测目标下行信号进行相关处理,得到信号到达不同观测站的时延估计值,可以对深空探测器实现高精度定位。因此,VLBI宽带相关技术的研究对深空探测器的跟踪定位具有重大意义。本文主要研究了深空探测中信号的宽带相关处理技术。首先对VLBI软件宽带相关处理机进行设计,深入探讨了VLBI宽带相关算法与设计难点,对三个主要模块：预处理模块、数据相关模块、条纹结果处理模块依次进行设计,并对其中所涉及的数据处理方法与关键技术进行详细探究,最后在Matlab平台上实现算法设计并利用仿真信号和RSR系统采集的实测宽带卫星、射电源信号对设计的VLBI软件宽带相关处理机进行验证,仿真信号得到了10-4ns高精度时延估计,实测信号的时延估计误差小于0.4ns,证明所设计的软件宽带相关处理机的正确性。然后针对实际观测中出现的预报时延未知等难题,研究了无预测模型VLBI宽带相关技术,设计基于滑动窗和基于LOFAR图的快速矫正时延搜索算法获取矫正时延,并通过条纹搜索算法利用得到的矫正时延对信号进行相关处理。对相距2600多公里两个观测站接收到的微弱河外射电源信号,经过相关处理验证得到清晰的干涉条纹,时延估计误差小于0.8ns,实现了没有预报时延情况下宽带相关处理。最后针对RSR系统和MARK5B系统研究了异构接收机VLBI宽带相关,设计异构接收机VLBI宽带相关算法,并在此基础上探讨了实复信号相关,时延范围估计与矫正时延搜索,异构接收机信号解码等关键技术并实现算法设计,最终经过宽带实测信号处理得到了某观测站RSR系统与MARK5B系统信号之间的干涉条纹,对于RSR系统与MARK5B系统之间的校正具有重要意义。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V556

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本文编号：1258378