[发明专利]多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法

摘要

多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法属于飞行器定位技术领域，其特征在于，含有以下步骤：构造一个由一个地面主站和多个地面辅站形成的空天测距定位系统，与飞行器共同形成一个多站多平台体系；飞行器采用恢复主站的相干码钟辅助生成非相干下行帧，实现飞行器与地面主站之间的相干通信；飞行器与地面辅站之间形成非相干通信；测距中心则根据地面主站与各地面辅站测得的目标距离地面的距离再结合所述各地面站的坐标计算出飞行器的空间坐标。本发明具有：信号码道少，飞行器时钟精度要求低、以及对现有方法具有良好的继承性和兼容性。

主权项

多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法，其特征在于，依次含有以下步骤：步骤(1)、对于多个自带时钟源的飞行器，构造一个空天测距系统，该系统包括：一个以非相干模式工作的地面主站以及至少为二个的非相干模式工作的地面辅站，其中：地面主站，设有：主站时钟源、主站非相干信号发射机和主站非相干信号接收机，其中：主站非相干信号发射机，按自己的时钟产生上行帧的扩频信号，包括接收到的所述各飞行器下行信号的时钟相位信息和该地面主站时钟的相位信息，以分别完成与所述各飞行器的通信，而各个对应的所述飞行器在接收到所述上行帧的扩频信号后，各自进行相干回复，还原出同步于所述上行帧的时钟，用于发送下行信号，主站非相干信号接收机，接收所述各飞行器的下行信号，完成各测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到所述各飞行器目标距离地面的真实距离并准备下一周期的上行发送，地面辅站，设有：辅站时钟源、辅站非相干信号发射机和辅站非相干信号接收机，其中：辅站时钟源，与主站时钟源精度相当，辅站非相干信号发射机，按自己的时钟产生上行帧的扩频信号，包括接收到的所述各飞行器下行信号的时钟相位信息和本地面辅站时钟的相位信息，辅站非相干信号接收机，接收所述各飞行器的下行信号，完成各测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到所述各飞行器目标距离地面的真实距离并准备下一周期的上行发送，各飞行器，设有：飞行器时钟源、飞行器非相干信号发射机和飞行器非相干信号接收机，其中：飞行器时钟源，其精度低于主站时钟源及辅站时钟源，飞行器非相干信号发射机，用与所述地面主站相干同步的时钟生成扩频伪码非相干下行帧调制发送，下行信号每帧内容包括接收到的所述地面主站和各地面辅站上行信号的时钟相位信息和本飞行器上时钟的相位信息，飞行器非相干信号接收机，通过按飞行器时钟源采样所述地面主站非相干信号的时钟信息校准所述飞行器时钟源驱动的计数器码位，从而生成与该地面主站相干同步的时钟，该时钟在精度上与该地面主站的精度相当，并接收所述地面主站和各地面辅站上行帧的扩频信号，生成各测距信号的伪码再生准备下一周期的下行发送；从而，形成一个多站多平台体系；步骤(2)、飞行器按以下步骤与所述地面主站之间进行相干通信：步骤(2.1)、所述地面主站产生非相干伪码序列，调制到载波向所述飞行器发射的同时，保存发码初始状态并开始计数，步骤(2.2)、所述飞行器相干信号接收机收到所述地面主站的上行信号，用锁相环跟踪锁定，恢复出上行信号时钟，使飞行器本地时钟与之同步，同时，按同步后的地面主站时钟的频率发送下行非相干信号，每帧信号包括接收到的上一帧所述地面主站和各地面辅站上行信号的时钟相位信息和本飞行器的时钟相位信息，步骤(2.3)、地面主站锁相环对步骤(2.2)所述非相干下行信号的码序列进行跟踪锁相，从而收到飞行器下行扩频信号，再与步骤(2.1)的上行的码序列比较，按双向时间比较法计算出上、下行信号相位差，得到飞行器与地面主站的距离；步骤(3)、飞行器按以下步骤与所述各地面辅站之间进行非相干通信：步骤(3.1)、所述飞行器接收各地面辅站发出的上行信号，并按自己的频率发送下行信号，每帧信号包括：接收到的上一帧各地面辅站上行信号的时钟相位信息和该飞行器的时钟相位信息，步骤(3.2)、各地面辅站接收所述飞行器发出的下行信号，并按该地面辅站自己的时钟精度发送上行信号，每帧信号包括：接收到的上一帧各飞行器下行信号的时钟相位信息和对应地面辅站时钟的相位信息，步骤(3.3)、各地面辅站在接收下行信号后，通过双向时间对比法得到待测各飞行器距离地面的真实距离；步骤(4)、外部的测控中心把所述地面主站和各地面辅站，在m+n各非相干码道中测得的各自与飞行器的距离结合各站本身的坐标求出飞行器的空间坐标，m为飞行器的个数，n为包括地面主站和多个地面辅站组成的地面站个数。