本文關(guān)鍵詞：深空探測中VLBI寬帶相關(guān)技術(shù)研究與實現(xiàn)

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【摘要】：深空探測作為人類在21世紀三大航天活動之一,已經(jīng)成為世界各國航天活動的一大熱點。在深空探測活動中,深空探測器的跟蹤定位是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。甚長基線干涉測量(VLBI, Very Long Baseline Interferometiy)寬帶相關(guān)技術(shù)通過對兩觀測站深空探測接收機采集到的觀測目標下行信號進行相關(guān)處理,得到信號到達不同觀測站的時延估計值,可以對深空探測器實現(xiàn)高精度定位。因此,VLBI寬帶相關(guān)技術(shù)的研究對深空探測器的跟蹤定位具有重大意義。本文主要研究了深空探測中信號的寬帶相關(guān)處理技術(shù)。首先對VLBI軟件寬帶相關(guān)處理機進行設(shè)計,深入探討了VLBI寬帶相關(guān)算法與設(shè)計難點,對三個主要模塊：預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)相關(guān)模塊、條紋結(jié)果處理模塊依次進行設(shè)計,并對其中所涉及的數(shù)據(jù)處理方法與關(guān)鍵技術(shù)進行詳細探究,最后在Matlab平臺上實現(xiàn)算法設(shè)計并利用仿真信號和RSR系統(tǒng)采集的實測寬帶衛(wèi)星、射電源信號對設(shè)計的VLBI軟件寬帶相關(guān)處理機進行驗證,仿真信號得到了10-4ns高精度時延估計,實測信號的時延估計誤差小于0.4ns,證明所設(shè)計的軟件寬帶相關(guān)處理機的正確性。然后針對實際觀測中出現(xiàn)的預(yù)報時延未知等難題,研究了無預(yù)測模型VLBI寬帶相關(guān)技術(shù),設(shè)計基于滑動窗和基于LOFAR圖的快速矯正時延搜索算法獲取矯正時延,并通過條紋搜索算法利用得到的矯正時延對信號進行相關(guān)處理。對相距2600多公里兩個觀測站接收到的微弱河外射電源信號,經(jīng)過相關(guān)處理驗證得到清晰的干涉條紋,時延估計誤差小于0.8ns,實現(xiàn)了沒有預(yù)報時延情況下寬帶相關(guān)處理。最后針對RSR系統(tǒng)和MARK5B系統(tǒng)研究了異構(gòu)接收機VLBI寬帶相關(guān),設(shè)計異構(gòu)接收機VLBI寬帶相關(guān)算法,并在此基礎(chǔ)上探討了實復(fù)信號相關(guān),時延范圍估計與矯正時延搜索,異構(gòu)接收機信號解碼等關(guān)鍵技術(shù)并實現(xiàn)算法設(shè)計,最終經(jīng)過寬帶實測信號處理得到了某觀測站RSR系統(tǒng)與MARK5B系統(tǒng)信號之間的干涉條紋,對于RSR系統(tǒng)與MARK5B系統(tǒng)之間的校正具有重要意義。
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V556

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