星間高精度測距系統(tǒng)的精度驗(yàn)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(dá)到cm和μm級。圍繞偽碼測距和載波測距系統(tǒng)的精度驗(yàn)證及提高，本文設(shè)計(jì)了高精度測距系統(tǒng)精度驗(yàn)證系統(tǒng)，并利用Kalman濾波器對測距結(jié)果進(jìn)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(yàn)證措施主要包括地面驗(yàn)證和在軌驗(yàn)證。其中地面驗(yàn)證需要選取一片開闊的空間，通過無線方式實(shí)現(xiàn)測距系統(tǒng)精度的驗(yàn)證，這種方法操作復(fù)雜、人工成本

2、高、選址困難，而且易受空間信號干擾；在軌驗(yàn)證成本更高，不易實(shí)現(xiàn)。以上因素均使得星間高精度測距系統(tǒng)的精度驗(yàn)證極為不便。
　　 本文基于光纖通信原理，采用光纖替代空間遠(yuǎn)距離。利用光纖體積小、衰減低、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在室內(nèi)就可以方便地完成對測距系統(tǒng)的精度驗(yàn)證。該精度驗(yàn)證系統(tǒng)主要由激光器、電光調(diào)制器、光強(qiáng)放大器、光電探測器及色散位移光纖組成。在設(shè)計(jì)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(shí)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(yàn)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(jì)了相應(yīng)的Kalman濾波器，Kalman濾波實(shí)質(zhì)上是一種最優(yōu)估計(jì)，使得被處理數(shù)據(jù)的估計(jì)方差最小。估計(jì)的實(shí)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(jìn)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