[发明专利]一种基于引力场测量的定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于引力场测量的定位装置，其特征在于，所述定位装置包括：1号标准钟、2号标准钟、差频信号提取电路和处理器；

所述1号标准钟和2号标准钟位于待定位位置处，所述1号标准钟和2号标准钟在黎曼空间或等效的引力场中，其频率信号变化具有互补的变化率；

1号标准钟输出的频率信号与2号标准钟的频率信号输入至差频信号提取电路，差频信号提取电路提取出I路差频信号I(t)、Q路差频信号Q(t)和参考时钟f₀；

处理器根据I路差频信号I(t)和Q路差频信号Q(t)，获得1号标准钟和2号标准钟的频率变化△f，再根据获得引力场半径r，根据该半径r进行定位导航，2m表示史瓦西半径。

2.根据权利要求1所述的基于引力场测量的定位装置，其特征在于，所述处理器，获得1号标准钟和2号标准钟的频率变化△f的方法为：

将I路差频信号I(t)、Q路差频信号Q(t)进行数字合成，获得差频数字信号X(t)：

其中，A0是包括初始相位的复常数,j表示虚部，t表示时间，f_atc表示1号标准钟的频率，f_stc表示2号标准钟的频率；

提取X(t)的相位信号：

对相位信号微分有：

3.根据权利要求2所述的基于引力场测量的定位装置，其特征在于，所述差频信号提取电路包括混频电路、I路数字信号提取电路、Q路数字信号提取电路和参考时钟提取电路；

1号标准钟输出的频率信号与2号标准钟的频率信号输入至混频电路进行混频，混频电路分别输出同相差频信号、同相和频信号、正交差频信号和正交和频信号；

所述同相差频信号输入至I路数字信号提取电路，经I路数字信号提取电路提取出I路差频信号I(t)；

所述同相和频信号输入至I路参考时钟提取电路，经I路参考时钟提取电路提取出I路参考时钟信号f₀；

所述正交差频信号输入至Q路数字信号提取电路，经Q路数字信号提取电路提取出Q路差频信号Q(t)；

所述同相和频信号或正交和频信号输入至参考时钟提取电路，经参考时钟提取电路提取出参考时钟信号f₀。

4.根据权利要求3所述的基于引力场测量的定位装置，其特征在于，所述混频电路包括：

1号标准钟输出频率信号cos(2πf_atct)分成两路，2号标准钟输出频率信号cos(2πf_stct)和sin(2πf_stct)；一路cos(2πf_atct)与cos(2πf_stct)经混频电路混频之后，输出同相差频信号cos[2π(f_atc-f_stc)t]和同相和频信号cos[2π(f_atc+f_stc)t]；另一路cos(2πf_atct)与sin(2πf_stct)经混频电路混频之后，输出正交差频信号-sin[2π(f_atc-f_stc)t]和正交和频信号sin[2π(f_atc+f_stc)t]；

I路数字信号提取电路包括串联的低通滤波器LPF和ADC转换器；

I路数字信号提取电路与Q路数字信号提取电路结构相同；

同相差频信号cos[2π(f_atc-f_stc)t]和正交差频信号-sin[2π(f_atc-f_stc)t]分别输入至I路数字信号提取电路和Q路数字信号提取电路结构，经低通滤波器LPF和ADC转换器后，输出I路差频信号I(t)和Q路差频信号Q(t)；

参考时钟提取电路包括串联的带通滤波器和二分频器；

同相和频信号cos[2π(f_atc+f_stc)t]或正交和频信号sin[2π(f_atc+f_stc)t]输入至参考时钟提取电路，经带通滤波器和二分频器之后，输出参考时钟信号f₀。