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申请/专利权人：中国航天科工集团八五一一研究所

摘要：本发明公开了一种混合布阵干涉仪L频段系统误差校正方法，属于无线电定位领域。首先利用X频段干扰信号较少以及天线位置误差与信号频率无关的关系，通过侦收X频段标校信号，对十字阵天线的位置误差进行估计。然后将天线位置的误差估计，作为L频段天线位置系统误差估计值，对天线位置进行修正。最后侦收L频段标校站发射的标校信号，在修正天线位置误差的基础上对L频段天线通道间相位差系统误差进行估计，将估计出的L频段的相位差系统误差作为修正值，修正相位差系统误差。本发明减少了需要标校的系统误差项，解决了传统多标校站标校方法非线性观测方程模型复杂的问题，同时将递推最小二乘方法和多站标校方法进行了融合，减小了计算量。

主权项：1.一种混合布阵干涉仪L频段系统误差校正方法，其特征在于，步骤如下：步骤1、设计混合布阵干涉仪：混合布阵干涉仪采用十字阵和圆阵联合布阵方式，4个单元天线构成十字阵，多个单元天线构成均匀的圆阵；步骤2、设计标校总体方案，具体如下：令多个标校站发射相同频率的标校信号，通过天线侦收各个标校站的标校信号，标校信号频率及标校站位置已知，利用多标校站信号完成系统误差标校；通过X频段信号标校L频段天线位置的系统误差，且融合多个标校站进行共同标校；设需要标校的频率点为fL，其对应的波长为λL，使用的地面标校站Ao在k时刻星体坐标系下的视线单位矢量为T表示转置，o＝1,2,…,O，O代表地面标校站总数；在星体坐标系下，混合布阵干涉仪中第i个单元天线的位置坐标表示为Xi＝[xi,yi,zi]T；故第i个单元天线和第j个单元天线构成的基线在星体坐标系下的矢量表示为：Xi,j＝Xi-Xj,i＝1…N,j＝1…N,i≠j1，N表示单元天线总数；考虑到各通道的独立性以及减少误差估计时的计算量需求，需要标校的系统误差为十字阵天线的位置误差ΔX1、ΔX2、ΔX3、ΔX4，以及圆阵天线相对十字阵天线接收通道间的相位差误差Δφi,j,i＝5…N,j＝1,2,3,4；转入步骤3；步骤3、通过X频段标校信号估计十字阵中单元天线的位置误差，具体如下：假设信号频率为fX，波长为λX；由于天线阵安装在卫星正对地的底板上，阵面不需要相对星体坐标系进行转动，再根据收到的各个标校站的信号，构建k时刻第o个标校站的观测相位差的线性观测方程，表示为： 式2中，表示第i个单元天线和第j个单元天线对应的通道间的相位随机误差，ΔXi,j表示第i个单元天线和第j个单元天线的相对位置误差矢量；依据构造的观测向量，首先对第j个单元天线的位置误差ΔXj进行误差估计，将k时刻估计量写成矢量形式为 表示估计量；进而得到估计量的方程： 对式3进行化简得到： Hk表示观测矩阵，Φjk表示圆阵单元天线相对第j个单元天线所有相位差观测量所构成的矢量，Pj表示所有圆阵单元天线相对第j个单元天线构成的基线所构造的矢量，ηk表示所有k时刻标校站单位视线矢量构成的向量，uk表示k时刻的相位差观测量与理论相位差的差值；其中， 其中ho,k表示k时刻第o个标校站对应的观测矢量，中间矢量a＝[1,1,…,1]1×N-4T，I表示单位矩阵；观测量Φjk定义为： ηk定义为： 基线矢量Pj定义为 表示克罗内克积；uk定义为： 依据递推最小二乘估计，令： 其中，Mk-1、Mk和Kk均表示递推的中间变量；那么k时刻的估计由k-1时刻递推得到： 在k＝1时，令： 将式14和式15作为迭代初值；令： ck作为收敛判断的函数，设定函数阈值th，当迭代达到观测最后时刻或ck小于阈值th时，认为估计量收敛；令j＝1,2,3,4，对式11～式13、式16进行迭代，得到所有十字阵单元天线的位置误差估计值，转入步骤4；步骤4、在步骤3的基础上，对L频段通道相位差系统误差进行估计；将步骤3中估计得到的十字阵单元天线的位置误差作为修正值，修正L频段十字阵单元天线的位置误差，其中表示第j个天线修正后的天线位置，表示第j个天线的位置误差的估计值： ΔXj表示第j个单元天线的位置误差；侦收L频段O个标校站发射的标校信号，设信号频率为fL，波长为λL，根据收到的各个标校站的信号，构建m时刻第o个标校站的观测相位差表示为： 表示为十字阵单元天线位置修正后的基线向量，依据式18，将m时刻估计量写成矢量形式为根据式18得到m时刻对j天线估计量的方程： 其中，HL,m表示L频段m时刻的观测矩阵，ΦL，jm表示L频段与第j个单元天线有关的观测量构成的向量，Qj表示所有圆阵天线与修正后的第j个十字阵天线构成的基线向量，ηm表示所有m时刻标校站单位视线矢量构成的向量；uL表示L频段m时刻的相位差观测量与理论相位差的差值；HL,m定义为 其中，m时刻L频段的第o个标校站对应的观测矢量定义为： 观测量ΦL，jm表示为： 表示m时刻第o个标校站的观测相位差；L频段基线向量Qj定义为： m时刻所有标校站的单位视线矢量ηm定义为： 表示在m时刻星体坐标系下的视线单位矢量；依据递推最小二乘估计，令 对式21到式23进行迭代，在m＝1时，令 作为迭代初值；每次迭代后计算cLm，如式27所示： 作为收敛判断的函数，设定函数阈值thL，当迭代达到观测最后时刻或者函数cLm小于阈值thL时，认为估计量收敛；依次令j＝1,2,3,4，重复式22、式23、式24和式27，完成L频段所有天线通道间相位差系统误差的估计，转入步骤5；步骤5、将估计出的L频段的相位差系统误差作为修正值，修正相位差系统误差，i＝5…N,j＝1,2,3,4。

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