星間高精度測距系統(tǒng)的精度驗證及精度優(yōu)化.pdf

1、偽碼測距和載波測距系統(tǒng)已經(jīng)成為星間測距的重要組成部分，本文提及的偽碼測距和載波測距系統(tǒng)的精度分別可以達到cm和μm級。圍繞偽碼測距和載波測距系統(tǒng)的精度驗證及提高，本文設(shè)計了高精度測距系統(tǒng)精度驗證系統(tǒng)，并利用Kalman濾波器對測距結(jié)果進行優(yōu)化。
　　 目前，我國航天領(lǐng)域中對星間高精度測距系統(tǒng)的精度驗證措施主要包括地面驗證和在軌驗證。其中地面驗證需要選取一片開闊的空間，通過無線方式實現(xiàn)測距系統(tǒng)精度的驗證，這種方法操作復雜、人工成本

2、高、選址困難，而且易受空間信號干擾；在軌驗證成本更高，不易實現(xiàn)。以上因素均使得星間高精度測距系統(tǒng)的精度驗證極為不便。
　　 本文基于光纖通信原理，采用光纖替代空間遠距離。利用光纖體積小、衰減低、抗干擾性強等優(yōu)點，在室內(nèi)就可以方便地完成對測距系統(tǒng)的精度驗證。該精度驗證系統(tǒng)主要由激光器、電光調(diào)制器、光強放大器、光電探測器及色散位移光纖組成。在設(shè)計過程中，充分考慮了光纖系統(tǒng)的衰減、色散、非線性效應(yīng)、光纖傳輸時延的溫度特性及典型的噪聲影

3、響。最后，通過對測試該系統(tǒng)的特性及其在偽碼和載波測距系統(tǒng)中的精度驗證效果，說明了該方案的可行性。
　　 另外，本文針對測距系統(tǒng)精度的提高設(shè)計了相應(yīng)的Kalman濾波器，Kalman濾波實質(zhì)上是一種最優(yōu)估計，使得被處理數(shù)據(jù)的估計方差最小。估計的實質(zhì)就是從測量數(shù)據(jù)中盡可能地噪聲濾除，分離出需要的信息。通過在matlab上對測距系統(tǒng)進行建模仿真，分析影響Kalman濾波精度的因素，并選取Kalman濾波器的最優(yōu)參數(shù)。最后將Kalman