[发明专利]一种基于引力场测量的定位装置及方法

说明书

为了解决现有自主定位导航依赖外部信号的问题，本发明提供一种不依赖于无线电信号，不受其他外部干扰的基于引力场测量的定位装置及方法，可应用在卫星导航定位以及深空深海导航定位应用领域。基于引力场测量的定位装置及方法，将1号标准钟和2号标准钟位于待定位位置处，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；从1号标准钟输出的频率信号与2号标准钟的频率信号提取出I路差频信号I(t)、Q路差频信号Q(t)和参考时钟f₀；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。

技术领域

本发明涉及一种定位装置及方法，特别涉及一种基于引力场测量的定位装置及方法，可应用在卫星导航定位以及深空深海导航定位应用领域。

背景技术

卫星或潜艇自主导航具有极其重要的工程应用价值和战略研究意义，不仅可以减轻地面测控系统或指挥系统的工作负担，而且可以减少卫星或潜艇对指挥测控系统的依赖，增加系统的抗干扰和自主生存能力。

现有的自主导航多采用GPS导航系统，GPS导航系统依赖于无线电信号，易受外部干扰。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有自主定位导航依赖外部信号的问题，本发明提供一种不依赖于无线电信号，不受其他外部干扰的基于引力场测量的定位装置及方法。

本发明的基于引力场测量的定位装置，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。

优选的是，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：

优选的是，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)；