【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及星間距離測量，尤其涉及一種基于光頻梳的星間高精度距離測量方法及系統。
技術介紹
1、實現星間高精度絕對距離測量對衛星導航、電子偵察、遙感成像、衛星編隊飛行、科學探測等空間應用的效能提升有著重要意義。
2、目前較為成熟的星間距離測量技術主要分為基于微波和基于激光兩大技術路線。微波距離測量技術發展的最早，也最成熟，但測距精度受限于微波波長。隨著激光技術的發展完善，基于激光的星間距離測量技術逐漸成為研究的熱點，精度較高但存在距離模糊度問題，主要適用于相對距離測量。
3、光頻梳是21世紀的重要專利技術，光頻梳信號具有脈沖寬度窄、光譜范圍寬、縱模可分辨、重復頻率穩定性高等優良的時頻域特性，極大地推動了精密測量領域的發展。目前現有的光頻梳測距方法有很多種，但最基本的測距方法主要有4種，包括飛行時間法、多波長干涉法、雙光梳干涉法、色散干涉法。
4、然而，實際的距離測量應用中，特別是星間大尺度遠距離測量中，傳統的光頻梳測量技術存在作用距離受限、距離模糊度等問題，極大限制了其在星間絕對距離測量中的應用前景。
5、因此，為滿足未來空間工程應用領域發展對高精度測距技術的現實需求，亟需一種探索作用距離更遠、無距離模糊度的光頻梳星間高精度絕對距離測量方法及系統。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，用于解決空間應用場景受限的問題，消除由光頻梳脈沖重復周期導致的距離模糊問題，同時避免由星間距離遠導致的所
2、為了實現上述目的，一方面，本專利技術提供了一種基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，所述方法應用于第一衛星和第二衛星之間的距離測量，包括步驟：
3、所述第一衛星在其第一接收鐘面時接收所述第二衛星發射的第一光頻梳信號，通過跟蹤接收到的所述第一光頻梳信號的相位得到所述第二衛星的第一發射鐘面時，并基于所述第一接收鐘面時和所述第一發射鐘面時計算所述第一衛星的第一時延；
4、所述第二衛星在其第二接收鐘面時接收所述第一衛星發射的第二光頻梳信號，通過跟蹤接收到的所述第二光頻梳信號的相位得到所述第一衛星的第二發射鐘面時，并基于所述第二接收鐘面時和所述第二發射鐘面時計算所述第二衛星的第二時延；
5、將所述第一時延和所述第二時延歸算到中間歷元，得到同一時刻的第一目標時延和第二目標時延；
6、根據所述第一目標時延和所述第二目標時延計算所述第一衛星和所述第二衛星之間的路徑傳播延時，并基于所述路徑傳播延時計算所述第一衛星和所述第二衛星的星間距離。
7、進一步的，所述路徑傳播延時基于以下公式計算：
8、δtab＝(δta+δtb)/2；
9、其中，δtab為所述路徑傳播延時，δta為所述第一目標時延，δtb為所述第二目標時延。
10、進一步的，所述第一衛星和所述第二衛星的星間距離基于以下公式計算：
11、lab＝(δta+δtb)/2*c；
12、其中，lab為所述星間距離，c為光速。
13、進一步的，所述第一時延為所述第一接收鐘面時與所述第一發射鐘面時的差值，所述第二時延為所述第二接收鐘面時和所述第二發射鐘面時的差值。
14、本專利技術提供的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法能夠解決空間應用場景受限的問題，同時能夠與現有的微波系統兼容；消除由光頻梳脈沖重復周期導致的距離模糊問題，避免由星間距離遠導致的所需光頻梳發射功率高的問題。
15、另一方面，基于同一專利技術構造，本專利技術還提供了一種基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，所述系統配置于相對進行星間距離測量的第一衛星和第二衛星中，包括有：
16、星載原子鐘模塊，用于產生穩定頻率源為光頻梳鎖定提供頻率基準參考；
17、光頻梳模塊，用于根據控制指令在指定時刻產生指定初始相位的光頻梳信號，所述光頻梳信號包括有用于作為測量信號的傳播光頻梳和用于作為跟蹤信號的參考光頻梳；
18、光傳輸系統模塊，用于將所述傳播光頻梳的信號發射至相對他星，以及接收來自所述相對他星的相對傳播光頻梳，并將所述相對傳播光頻梳和所述參考光頻梳的信號傳輸至線性光學采樣系統模塊；其中，所述相對他星是與當前衛星進行星間距離測量的衛星；
19、所述線性光學采樣系統模塊，用于計算所述相對傳播光頻梳和所述參考光頻梳之間的時延信息；
20、微波終端模塊，用于交互所述當前衛星和所述相對他星各自測得的所述時延信息；
21、信息處理模塊，用于將所述當前衛星的第一時延信息和所述相對他星的第二時延信息歸算到中間歷元，得到同一時刻的第一目標時延和第二目標時延，并根據所述第一目標時延和所述第二目標時延計算所述當前衛星和所述相對他星之間的路徑傳播延時，并基于所述路徑傳播延時計算所述當前衛星和所述相對他星的星間距離。
22、進一步的，所述光傳輸系統模塊具體用于：
23、將所述傳播光頻梳產生的信號經激光收發通道發送至所述相對他星，以及通過所述激光收發通道接收來自所述相對他星發送的所述相對傳播光頻梳，并將所述相對傳播光頻梳和所述參考光頻梳的信號傳輸至所述線性光學采樣系統模塊。
24、進一步的，所述線性光學采樣系統模塊具體用于：
25、將所述相對傳播光頻梳和所述參考光頻梳在50％分束比光纖分束器中進行干涉；
26、將干涉后的信號輸入平衡探測器，以濾除信號中的直流分量，得到交流信號；
27、將所述交流信號轉化為電壓信號并放大后輸入低通濾波器，再通過模數轉換器量化采集，以獲得所述相對傳播光頻梳和所述參考光頻梳之間的時延信息。
28、進一步的，所述信息處理模塊還用于根據從所述線性光學采樣系統模塊接收的所述時延信息，利用kalman濾波器估計得到所述當前衛星的第一時延信息。
29、進一步的，所述微波終端模塊具體用于將所述第一時延信息發送給所述相對他星，以及接收所述相對他星發送的第二時延信息。
30、進一步的，所述路徑傳播延時基于以下公式計算：
31、δtab＝(δta+δtb)/2；
32、其中，δtab為所述路徑傳播延時，δta為所述第一目標時延，δtb為所述第二目標時延；
33、所述當前衛星和所述相對他星的星間距離基于以下公式計算：
34、lab＝(δta+δtb)/2*c；
35、其中，lab為所述星間距離，c為光速。
36、如此，本專利技術所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法及系統，采用時間和初始相位可控制的光頻梳信號作為測量信號，避免了傳統光頻梳信號測量技術的距離模糊度問題，使其能夠實現星間遠距離的距離測量；同時，通過控制參考光頻梳信號的時間和相位，利用線性光學采樣技術得到他星傳播光頻梳信號與參考光頻梳信號的時延，對他星傳播光頻梳信號的發射功率要求更低，提升了本星對本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述方法應用于第一衛星和第二衛星之間的距離測量，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述路徑傳播延時基于以下公式計算：
3.根據權利要求2所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述第一衛星和所述第二衛星的星間距離基于以下公式計算：
4.根據權利要求1所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述第一時延為所述第一接收鐘面時與所述第一發射鐘面時的差值，所述第二時延為所述第二接收鐘面時和所述第二發射鐘面時的差值。
5.一種基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，其特征在于，所述系統配置于相對進行星間距離測量的第一衛星和第二衛星中，包括有：
6.根據權利要求5所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，其特征在于，所述光傳輸系統模塊具體用于：
7.根據權利要求5所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，其特征在于，所述線性光學采樣系統模塊具體用于：
8.根據權利要求5所述的基于光
9.根據權利要求5所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，其特征在于，所述微波終端模塊具體用于將所述第一時延信息發送給所述相對他星，以及接收所述相對他星發送的第二時延信息。
10.根據權利要求5～9任一項所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，其特征在于，所述路徑傳播延時基于以下公式計算：
...【技術特征摘要】
1.一種基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述方法應用于第一衛星和第二衛星之間的距離測量，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述路徑傳播延時基于以下公式計算：
3.根據權利要求2所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述第一衛星和所述第二衛星的星間距離基于以下公式計算：
4.根據權利要求1所述的基于光頻梳的星間高精度距離測量方法，其特征在于，所述第一時延為所述第一接收鐘面時與所述第一發射鐘面時的差值，所述第二時延為所述第二接收鐘面時和所述第二發射鐘面時的差值。
5.一種基于光頻梳的星間高精度距離測量系統，其特征在于，所述系統配置于相對進行星間距離測量的第一衛星和第二衛星中，包括有：
6.根據權利要...
【專利技術屬性】
技術研發人員：康成斌，張國棟，畢少筠，賈智堯，宋錚，周會超，鄭晉軍，李平，陳秋麗，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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