[发明专利]深空探测器无线电干涉测量差分相位整周模糊度解算方法

权利要求书

1.一种深空探测器无线电干涉测量差分相位整周模糊度解算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、建立(U，V，W)右手坐标系

以地心为原点，建立(U，V，W)右手坐标系，W指向探测器方向，V位于过天顶和探测器的子午圈平面内，指向北向，U指向东向；

步骤二、计算两个测站的几何相位差

在地心J2000坐标系(X，Y，Z)下，多个测站之间一共有K条基线矢量，任意两个测站形成的基线矢量记为(L_x，L_y，L_z)，长度单位为信号波长，基线矢量(L_x，L_y，L_z)在(U，V，W)右手坐标系下表示为：

u＝-sinαL_x+cosαL_y

v＝-sinδcosαL_x-sinδsinαL_y+cosδL_z

w＝cosδcosαL_x+cosδsinαL_y+sinδL_z

式中，地心J2000坐标系(X，Y，Z)为以地心为原点的直角坐标系，α和δ分别为深空探测器在地心J2000坐标系(X，Y，Z)下的赤经、赤纬；

探测器信号到达两个测站的几何相位差φ_g表示为：

φ_g＝2πw＝2π(cosδcosαL_x+cosδsinαL_y+sinδL_z)

步骤三、对探测器和参考源的相位差测量值进行差分处理

当探测器和参考源的角距小于3度时，且探测器的实际位置与先验位置存在赤经偏差Δα和赤纬偏差Δδ，单条基线实际一次测量的探测器和参考源的相位差测量值进行差分得到

Δφ＝2π(u cosδΔα+vΔδ)+2(n_s-n_r)π

＝2π(u cosδΔα+vΔδ)+2Nπ

式中，Δφ表示探测器和参考源相位差测量值的差分值；N＝n_s-n_r，为该基线矢量对应的差分相位整周模糊度；n_s表示探测器相位差测量值中存在的相位整周模糊度，n_r表示参考源相位差测量值中存在的相位整周模糊度；

步骤四、最小二乘法求解差分相位整周模糊度

4.1构建线性观测模型

所有测站对探测器和参考源交替观测周期小于2分钟，且对探测器和参考源总的观测时长不小于2小时，观测时间内第i条基线矢量一共获得了M_i个测量值，从而建立起基线矢量在(U，V，W)坐标系中的u，v分量值和差分相位值之间的线性模型为

AX＝B+ε

式中，u_i，j和v_i，j分别表示第i条基线第j次测量时该基线矢量在(U，V，W)坐标系中的u，v分量值，Δφ_i，j表示第i条基线第j次测量得到的差分相位值，N₁至N_K分别为第1条至第K条基线矢量上的差分相位整周模糊度，ε为测量误差矩阵；Δα为探测器的实际位置与先验位置存在的赤经偏差，Δδ为探测器的实际位置与先验位置存在的赤纬偏差；

4.2利用最小二乘法求解各条基线矢量的差分相位整周模糊度

利用最小二乘法求解，得到各条基线矢量对应的差分相位整周模糊度：

X＝(A^TWA)^-1A^TWB

式中，W为加权矩阵。

2.如权利要求1所述的深空探测器无线电干涉测量差分相位整周模糊度解算方法，其特征在于，测站的数目小于5个。