【摘要】：針對(duì)脈沖星導(dǎo)航技術(shù)中延時(shí)估計(jì)這一關(guān)鍵問題,提出了頻域上直接使用脈沖星信號(hào)測量到達(dá)時(shí)間集合進(jìn)行時(shí)延估計(jì)的方法——多諧波脈沖星信號(hào)時(shí)延估計(jì)(MHSPE)方法.該方法建立在頻域上相位時(shí)延的極大似然估計(jì)的基礎(chǔ)上,通過高次諧波對(duì)脈沖星觀測信號(hào)提取出各諧波相位的極大似然估計(jì),然后取頻譜上各諧波的幅值進(jìn)行歸一化作為各諧波相位的權(quán)值,最后取各諧波相位的加權(quán)平均作為該時(shí)刻的相位估計(jì).理論上證得MHSPE算法對(duì)相位的估計(jì)是無偏、一致的,相比于頻域上一次諧波的極大似然估計(jì),MHSPE方法的信噪比隨諧波數(shù)m的增加而增加,當(dāng)各諧波幅值相同時(shí),信噪比可提高m1/2倍;與脈沖星信號(hào)時(shí)延的克拉美羅界比較,脈沖星信號(hào)時(shí)域的導(dǎo)數(shù)在頻域上的反映就是各諧波分量的數(shù)量,因此隨著諧波次數(shù)的增加脈沖星信號(hào)時(shí)延估計(jì)可極大趨近克拉美羅界.采用RXTE航天器對(duì)Crab脈沖星的實(shí)測數(shù)據(jù)檢驗(yàn)MHSPE方法的性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,針對(duì)低信噪比的脈沖星信號(hào),MHSPE可獲得高精度的相位估計(jì),隨觀測時(shí)間增加,估計(jì)精度快速收斂于克拉美羅界.
[Abstract]:Aiming at the key problem of time delay estimation in pulsar navigation technology, a method of time delay estimation using pulsar signal measurement and arrival time set in frequency domain is proposed, which is called multi-harmonic pulsar signal time delay estimation (MHSPE) method. Based on the maximum likelihood estimation of phase delay in frequency domain, the maximum likelihood estimation of each harmonic phase is extracted from the observed signal of pulsar by high-order harmonics. Then the amplitude of each harmonic in the spectrum is normalized as the weight of each harmonic phase, and the weighted average of each harmonic phase is taken as the phase estimation at that time. It is proved that the phase estimation of MHSPE algorithm is unbiased and consistent. Compared with the maximum likelihood estimation of the first harmonic in frequency domain, the SNR of the MHSPE algorithm increases with the increase of the harmonic number m, and the signal-to-noise ratio can be increased by 1 / 2 times when the amplitude of the harmonics is the same. Compared with the Clemero bound of pulsar signal time delay, the derivative of pulsar signal in frequency domain is reflected by the number of harmonic components, so the time delay estimation of pulsar signal can approach Clemero bound greatly with the increase of harmonic frequency. The performance of the MHSPE method is tested by the measured data of the RXTE spacecraft on the Crab pulsar. The experimental results show that the phase estimation of the pulsar signal with low signal-to-noise ratio (SNR) can be obtained with the increase of the observation time. The estimation accuracy converges rapidly to the Clemero bound.
【作者單位】： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 衛(wèi)星技術(shù)研究所;哈爾濱理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院;
【基金】：國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)(批準(zhǔn)號(hào):2008AA8051602)資助的課題~~
【分類號(hào)】：P128.4

【共引文獻(xiàn)】

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【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2143224