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摘要：本发明公开了一种编队航天器的高精度测角方法，发射信号采用BOC信号进行调制得到，在BOC信号的中心频点以及附近固定距离频率处加入纯载波，该调制方式的优势在于：在接收方，可以在中心载波处进行以极小的带宽提取载波相位，从而提高接收方的测量精度并且具有很强的抗干扰能力，接收信号天线采用了3根接收天线组成的L型天线接收通道，并且基线采用了长基线设计，提取出接收信号后，采用了卡尔曼滤波来获取最终的测角结果本发明的优势主要在于：天线数量少，减少了系统的负载，同时利用卡尔曼滤波来解模糊可以提高伪距精度测量值，得到无模糊的角度测量，实现编队航天器之间的高精度测角。

主权项：1.一种编队航天器的高精度测角方法，其特征在于：设一组编队飞行的航天器中，每一个航天器均设置有发射端和接收端；对于其中任意两个飞行器，利用其中一个航天器的发射端向另一个航天器的接收端发射信号，来测量两个航天器之间的角度，角度测量过程包括以下步骤：S1.发射端预先保存初始BOC信号，并将初始BOC信号与f0MHz纯载波相乘，使得中心频点频率变为f0MHz，再加入高于中心频率的f1MHz纯载波进行二次调制后进行发射；S2.设接收端的天线接收阵列，为使用3根接收天线组成的L型天线接收阵列，并且天线接收阵列采用长基线设计；接收端首先对每一个接收天线进行信号捕获，基于捕获得到的信号进行信号跟踪；所述信号捕获过程包括：对于每一根接收天线接收到数字中频信号，产生再生载波对数字中频信号进行下变频，采用FFT方法实现完成载波剥离，获得BOC信号的伪码相位和载波多普勒频率的粗略估计值；所述信号跟踪过程包括：对于每一根接收天线，在捕获的伪码相位和多普勒频率粗略估计值的基础上进行伪码相位跟踪、载波跟踪，获得伪码相位和载波多普勒频率的精细估计值；S3.接收信号的相位解模糊：根据天线的多普勒频率变化和伪码相位差计算出相位测量差，并将整周部分设为定值作为卡尔曼滤波的参数，然后将非整周部分进行累积，获得卡尔曼滤波的观测和状态方程，并在此基础上求解高精度测角结果；所述步骤S3包括：S301.对于天线P，在发射端发射信号的同时，接收端根据预先保存的与发射端一致的初始BOC信号；当接收端接收到发射信号时，并提取出其相位ΨtP与初始BOC信号的相位ΨrP做差，再加入跟踪部分得到的伪码相位偏移得到天线P的伪码相位差ΨP 对于天线M、N按照同样的方式求得伪码相位差ΨM、ΨN；S302.计算得到天线P与天线N间相位测量差ΔΨPNΔΨPN＝ΨP-ΨN同样ΔΨPN也表示为：ΔΨPN＝APN+ΔωPN1.1其中，APN为相位测量差的整周部分，ΔωPN为相位测量差的非整周部分；S303.根据跟踪环路得到的天线P的多普勒频率fPd与天线N的多普勒频率fNd，得到天线间的多普勒频率变化差值ΔfPNd＝fPd-fNd测量天线P与天线N间的多普勒频率变化差值与相位测量差的非整周部分的关系： 式1.2表示当前时刻的相位测量值等于前一时刻的测量值加上当前时刻多普勒频率变化值；S304.构造卡尔曼滤波方程，将得到观测量Z和状态量X： S305.通过式1.1到式1.4,得到观测方程以及状态方程：Xtk＝CXtk-1+Dytk-1+wtk-11.4Ztk＝EXtk+vtk1.5其中，v为测量噪声，w为过程噪声；根据式1.1到1.5，得到ΔΨPN，ΔωPN的精确值，从式1.4与1.5，当前时刻的值不仅与当前时刻的输入有关，还与之前的状态有关；也就是说通过当前时刻的输入值ΔΨPN与上一时刻求出来的ΔΨPN，就得到了当前时刻的精确的ΔΨPN，S306.对于天线P与天线M，按照步骤S502～S505，得到ΔΨPM，ΔωPM的精确值，计算时，只需要将天线N替换为天线M；S307.根据测角原理:APN+ΔωPNdPN＝sinθAPM+ΔωPMdPM＝sinθ两式相减得到：APM+ΔωPMdPM＝APN+ΔωPNdPN1.6对于APM与APN来说，只要满足-1-floordPMλ≤APM≤floordPMλ-1-floordPNλ≤APN≤floordPNλfloor·为向下取整；只需要搜索完APM的解空间里的所有整数，就得到了每一个整数对应的APN的值；然后对这些APN的值进行判定，判定公式如下： 其中，min表示最小值，abs·是取绝对值，round·是四舍五入，判定的APN满足式1.6，且使得1.7最小，那么APN就是实际值，然后代入APN+ΔωPNdPN＝sinθ中，从而求得角度θ,即测角得到的结果。

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百度查询： 重庆大学 一种编队航天器的高精度测角方法