[发明专利]一种用于深空探测的宽范围高精度多普勒测量方法

摘要

本发明涉及一种用于深空探测的宽范围高精度多普勒测量方法。发射端的模拟PM_BPSK信号能形成周期重复的双信号块。接收端将接收信号转换为数字基带信号，第一步对数字基带信号进行FFT计算，根据FFT结果获得该信号的多普勒频率粗估计值。第二步根据所得的粗估计值，对原始的数字基带信号进行频率取整校正、补偿后，并经窄带滤波得到残余载波信号；对该残余载波信号进行基于双信号块的共轭复相关精估计运算，得到多普勒精估计值。第三步对粗估计值和精估计值进行拟合，得到宽范围高精度的多普勒估计值。本发明相对于传统多普勒估计方法，兼顾了测量效率、测量范围和测量精度，且测量范围大，测量精度高，软件复杂度低，具有广泛的应用前景。

主权项

1.一种用于深空探测的宽范围高精度多普勒测量方法，发射端的PM_BPSK模拟信号能形成周期重复的双信号块，本方法通过拟合FFT粗估计值和双信号块精确估计的多普勒测量方法，得到多普勒频率估计值，其特征在于，包含步骤：S1、将接收的模拟PM_BPSK信号进行处理，生成数字基带信号，数字基带信号经模数转换器采样，采样频率f_s，将数字基带信号由时域数据转换为频域数据；经采样后，所述周期重复的双信号块中，每个信号块有N个采样点，两个信号块之间的延迟为D个采样点；S2、对数字基带信号的采样信号，通过FFT运算，得到多普勒频率初步粗估计值g_{rough_estim}；S3、将多普勒频率初步粗估计值g_{rough_estim}，进行频率取整校正，校正结果即为多普勒频率粗估计值f_{rough_estim}；将f_{rough_estim}通过粗估计值补偿处理和窄带滤波，得到PM_BPSK信号的残余滤波信号；S4、将所述残余滤波信号，进行基于双信号块的共轭复相关运算，得到复相关值R；S5、鉴相器对复相关值R进行求角度运算得到∠R；∠R表示R的角度，也是相位差值，由∠R算出多普勒频率精估计值f_{fine_estim}；S6、将步骤S2和步骤S5所得的多普勒频率粗估计值f_{rough_estim}与多普勒频率精估计值f_{fine_estim}进行拟和，得到最终的多普勒测量结果f_estim。