CN113189625B - 基于单星干涉仪测向***的误差校正方法、装置及卫星 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种基于单星干涉仪测向***的误差校正方法、装置及卫星。所述方法包括：获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取测向***中各天线阵元的位置信息；根据角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据角度信息和位置信息确定阵元***误差模型；联合卫星姿态角误差模型和阵元***误差模型确定综合误差表达式，根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对综合误差表达式进行解析，得到多个待校正的误差参数的误差校正值；根据误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。本申请的校正方法考虑了多个***误差因素，考虑因素全面，方法简单，显著提高了单卫星测向的精准度。
Description
技术领域
本申请涉及卫星定位技术领域，具体涉及一种基于单星干涉仪测向***的误差校正方法、装置及卫星。
背景技术
单卫星测向技术多是采用相位干涉仪测向体制，其测向精度与测向天线阵的基线长度成正比，因此要实现对目标的高精度测向，就必须搭载长基线测向天线阵，同时需要配备短基线用来解相位模糊。这就需要多个阵元来组成干涉仪测向天线阵。而在天线阵的安装过程中会出现阵元位置误差，另外，测向***中还有相位差***误差、卫星姿态角误差等多种***误差和随机误差同时存在。其中，随机误差是不可避免的，而***误差是可以进行校正的；而若不对这些***误差进行校正，将导致最终的测向结果误差大，无法满足测向精度指标要求。
发明内容
本申请实施例提供了一种基于单星干涉仪测向***的误差校正方法、装置及卫星，以实现对单卫星测向技术进行主要***误差的校正，从而提高对目标的测向精度。
根据本申请的第一方面，提供了一种基于单星干涉仪测向***的误差校正方法，包括：
获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述测向***中各天线阵元的位置信息；
根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。
根据本申请的第二方面，提供了一种基于单星干涉仪测向***的误差校正装置，包括：
信息获取单元，用于获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述单星干涉仪中各天线阵元的位置信息；
模型确定单元，用于根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
综合误差表达式确定单元，用于联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
误差解析单元，用于根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
误差校正单元，用于根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。
根据本申请的第三方面，提供了一种卫星，所述卫星设置有单星干涉仪测向***，所述单星干涉仪测向***包括上述任一的误差校正装置。
根据本申请的第四方面，提供了一种电子设备，其中，该电子设备包括：处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如上所述任一的方法。
本申请至少能够实现下述有益效果：本申请通过地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及测向***中各天线阵元的位置信息构建出能够表征多因素***误差的综合误差表达式，并根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，得到综合误差表达式涉及的多个待校正的误差参数的误差校正值，从而根据误差校正值对测向结果进行校正，能够获得更加精准的测向结果。本申请的校正方法考虑了多个***误差因素，考虑因素全面，方法简单，显著提高了单卫星测向的精准度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为根据本申请的一个实施例的基于单星干涉仪测向***的误差校正方法的流程示意图；
图2为根据本申请的一个实施例的单卫星测向的示意图；
图3为根据本申请的一个实施例的基于单星干涉仪测向***的误差校正方法的结果示意图；
图4为根据本申请的一个实施例的基于单星干涉仪测向***的误差校正装置的结构示意图；
图5示出了根据本申请一个实施例的卫星的结构示意图；
图6为本申请实施例中一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
本申请的构思在于，目前单卫星测向技术中存在多种***误差，导致测向结果与真实值存在差大差距，测向结果不准确。有鉴于此，本申请提出一种基于单星干涉仪测向***的误差校正方法，通过建立多因素***误差模型，结合地面标校站，对主要***误差进行校正，从而提高对目标的测向精度。
图1为根据本申请的一个实施例的基于单星干涉仪测向***的误差校正方法的流程示意图，从图1可以看出，该方法至少包括步骤S110～S150：
步骤S110：获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取测向***中各天线阵元的位置信息。
单卫星干涉仪测向***包含随机误差和***误差，其中，随机误差是不可避免的，***误差包括多项误差，如卫星姿态角***误差、天线阵元***误差，其中天线阵元***误差包括天线阵元位置***误差和通道相位差***误差等。***误差是可以通过校正消除或者减小的。
图2为根据本申请的一个实施例的单卫星测向的示意图，假设卫星上的天线阵正对地面，地面辐射源发出光波，由卫星的天线阵元接收。表征地面辐射源来波的角度有两个，分别为方位角和俯仰角。从图2可以看出，地面辐射源来波方位角理论值为α和俯仰角理论值为β。在对地面辐射源进行测向时，获得了地面辐射源来波的方位角实测值αe，地面辐射源的俯仰角实测值βe。
在本申请的一些实施例中，假设相位干涉仪的天线阵元数为N，令第N个阵元位置坐标为(0,0,0)，余下N-1个天线阵元位置为(xi,yi,zi)。
各天线阵元的位置信息还包括各天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，具体的，第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值
步骤S120：根据角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型。
通常采用姿态角来表征卫星姿态，绕X轴旋转的姿态角，称滚动角；绕Y轴旋转的姿态角，称俯仰角；绕Z轴旋转的姿态角，称航偏角，因此，卫星姿态角存在航偏角***误差γ、俯仰角***误差θ、滚动角***误差ε。
根据地面辐射源与卫星之间的角度信息可确定出卫星姿态角误差模型，在本申请的一些实施例中，卫星姿态角误差模型为：
其中，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的俯仰角理论值，γ为卫星偏航角***误差，θ为卫星俯仰角***误差，ε为卫星滚动角***误差。
在上述卫星姿态角误差模型中，地面辐射源的方位角理论值α、地面辐射源的俯仰角理论值β、地面辐射源的方位角实测值αe和地面辐射源的俯仰角理论值βe均为已知值，卫星偏航角***误差γ、卫星俯仰角***误差θ和卫星滚动角***误差ε为未知值。
根据地面辐射源与卫星之间的角度信息和各天线阵元的位置信息可确定阵元***误差模型。
在本申请的一些实施例中，假设测向***中天线阵元的数量为N，第N个天线阵元为原点阵元(0,0,0)，余下N-1个天线阵元位置坐标为(xi,yi,zi)，第i个天线阵元位置***误差为(Δxi,Δyi,Δzi)。
天线阵元***误差除天线阵元位置***误差外，还包括通道相位差***误差。第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差为Δφi，i＝1,2,…,N-1；N为大于1的自然数，i为小于等于N的自然数；为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值。则阵元***误差模型为：
步骤S130：联合卫星姿态角误差模型和阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，综合误差表达式包含多个待校正的误差参数。
联合卫星姿态角误差模型和阵元***误差模型即可确定综合误差表达式，综合误差表达式可同时表征出卫星姿态角***误差和阵元***误差。具体的，可将解析卫星姿态角误差模型的结果代入阵元***误差模型中，得到综合误差表达式。在本申请的一些实施例中，综合误差表达式为：
(ai，bi，ci)是可以理解为经过计算得到的第i个天线阵元的真实位置，该值在第i个天线阵元位置理论值(xi,yi,zi)的基础上排除或降低了天线阵元位置***误差以及姿态角误差的干扰，具体形式可以为但不限于：
ci＝-(xi+Δxi)sinθ+(yi+Δyi)cosθsinε+(zi+Δzi)cosθcosε。
在综合误差表达式中包含多个待校正的误差参数，通过上述可知，卫星的姿态角***误差和相位干涉仪的天线阵元位置***误差可以划分到三个不同的未知数(ai,bi,ci)(i＝1,2,…,N-1)来综合表示，再加上通道之间的相位差***误差Δφi，一共有4个待校正的误差参数。
步骤S140：根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对综合误差表达式进行解析，得到多个待校正的误差参数的误差校正值。
对于每一个地面辐射源，存在N-1个实测相位差公式，N-1组待校正的误差参数(ai,bi,ci,Δφi)(i＝1,2,…,N-1)，共4×(N-1)个需要校正的误差参数。
因此，至少需要4个入射方向互不相同的已知的地面标校站，将这4个地面标校站相对于各个天线阵元的实测相位差代入综合误差表达式，得到4×(N-1)个实测相位差公式：
通过得到的4×(N-1)个实测相位差公式可实现对上述4×(N-1)个需要校正的误差参数进行校正。
对综合误差表达式进行解析，得到多个待校正的误差参数的误差校正值。具体的解析过程可参考下述方法：
首先将上述4×(N-1)个实测相位差公式转换为矩阵形式：
zi＝Hxi，i＝1,2,…,N-1，
其中，xi＝[Δφi,ai,bi,ci]T，
由此可得到单卫星测向的多个待校正的误差参数的误差校正值xi：
xi＝(HTH)-1HTzi，i＝1,2,…,N-1。
步骤S150：根据误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。
本步骤是根据误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。具体的，可采用误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行加和，即得到最终测向结果。
由于卫星通常是只对星下点附近的地面辐射源目标进行测向，即观测的俯仰角β通常在90°附近，若地面辐射源的频段较高，即波长λ值较小，此时的H矩阵第4列数据的值远大于前3列的数值，使得H矩阵接近奇异，则上述xi＝(HTH)-1HTzi式得到的最小二乘估计参数变的不稳定，因此需要通过岭回归来估计误差参数的误差校正值xi：
xi＝(HTH+ηiI)-1HTzi，i＝1,2,…,N-1，
其中，I为4×4单位矩阵，ηi为岭回归参数。
岭回归参数可以采用多种不同的方法来确认，在本申请中优选下述方法确认：
其中，ωi＝Λ-1HTzi，Λ为矩阵HTH特征值组成的对角矩阵，T是由HTH的特征向量进行标准正交化后得到的矩阵，p和q分别表示H矩阵的行数和列数。
图3为根据本申请的一个实施例的基于单星干涉仪测向***的误差校正方法的结果示意图，图3A～图3C分别示出了仅存在随机误差的测向误差、***误差与随机误差同时存在的测向误差、对***误差校正后的测向误差。
在本实施例中，设置卫星上测向天线阵为阵元数N＝5的十字阵，其基线长度波长比为d/λ＝2，相位差测量***误差为20°，相位差测量随机误差为15°，阵元位置***误差为20mm，阵元位置随机误差为0，姿态角***误差均为0.5°，姿态角随机误差为0。假设现有4个地面标校站，其入射的方位角俯仰角分别为(30°,2°)、(120°,10°)、(220°,20°)、(330°,25°)。
从图中结果可以看出，图3B相较于图3A仅存在随机误差时的测向误差，若不对***误差进行校正，测向误差明显增大；图3C对***误差进行校正后，测向误差与图3A显示的仅存在随时误差时的测向误差非常接近，因此对***误差校正可有效降低单星干涉仪测向***的测向误差。
图4示出了根据本申请一个实施例的基于单星干涉仪测向***的误差校正装置，从图4中可以看出，该装置400包括：
信息获取单元410，用于获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述单星干涉仪中各天线阵元的位置信息；
模型确定单元420，用于根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
综合误差表达式确定单元430，用于联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
误差解析单元440，用于根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
误差校正单元450，用于根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。
在本申请的一些实施例中，角度信息包括目标辐射源的方位角实测值、方位角理论值、俯仰角实测值以及俯仰角理论值；
卫星姿态角误差模型为：
其中，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的俯仰角理论值，γ为卫星偏航角***误差，θ为卫星俯仰角***误差，ε为卫星滚动角***误差。
在本申请的一些实施例中，假设测向***中天线阵元的数量为N，第N个阵元为原点阵元，余下N-1个阵元位置(xi,yi,zi)，阵元位置***误差为(Δxi,Δyi,Δzi)，第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差为Δφi，i＝1,2,…,N-1；
则阵元***误差模型为：
其中，为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的方位角实测值，λ为辐射源波长，Δxi、Δyi、Δzi为第i个天线阵元位置***误差参数。
在本申请的一些实施例中，联合卫星姿态角误差模型和阵元***误差模型确定综合误差表达式包括：
求解卫星姿态角误差模型，将得到的求解结果带入阵元***误差模型，得到综合误差表达式，综合误差表达式为：
其中，为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，(ai，bi，ci)为第i个天线阵元的估算位置，Δφi为第i个天线阵元的通道相位差***误差参数。
在本申请的一些实施例中，在上述装置400中，根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对综合误差表达式进行解析，得到多个待校正的误差参数的误差校正值包括：
根据xi＝(HTH+ηiI)-1HTzi，i＝1,2,…,N-1，确定xi，
其中xi＝(ai、bi、ci、Δφi)，(ai，bi，ci)为第i个天线阵元的估算位置，Δφi为第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差；I为4×4单位矩阵，ηi为岭回归参数；
岭回归参数ηi的计算公式为：
其中，ωi＝Λ-1HTzi，Λ为矩阵HTH特征值组成的对角矩阵，T是由HTH的特征向量进行标准正交化后得到的矩阵，p和q分别表示H矩阵的行数和列数。
图5示出了根据本申请一个实施例的卫星500的结构示意图，该卫星500设置有单星干涉仪测向***510，单星干涉仪测向***510包括上述的误差校正装置400。
图6是本申请的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图6，在硬件层面，该电子设备包括测向天线阵列、处理器和存储器，可选地还包括网络接口。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。
测向天线阵列、处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。
处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成用户认证服务器。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：
获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述测向***中各天线阵元的位置信息；
根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。
上述如本申请图1所示实施例揭示的基于单星干涉仪测向***的误差校正方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
该电子设备还可执行图1中执行的方法，并实现用户认证服务器在1所示实施例的功能，本申请实施例在此不再赘述。
本申请实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的电子设备执行时，能够使该电子设备执行图1所示实施例中基于单星干涉仪测向***的误差校正方法，并具体用于执行：
获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述测向***中各天线阵元的位置信息；
根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种基于单星干涉仪测向***的误差校正方法，其特征在于，包括：
获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述测向***中各天线阵元的位置信息；
根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果；
所述角度信息包括地面辐射源的方位角实测值、方位角理论值、俯仰角实测值以及俯仰角理论值；
所述卫星姿态角误差模型为：
其中，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的俯仰角理论值，γ为卫星偏航角***误差，θ为卫星俯仰角***误差，ε为卫星滚动角***误差；
假设所述测向***中天线阵元的数量为N，第N个阵元为原点阵元，余下N-1个阵元位置(xi,yi,zi)，阵元位置***误差为(Δxi,Δyi,Δzi)，第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差为Δφi，i＝1,2,…,N-1；
则所述阵元***误差模型为：
其中，为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的俯仰角实测值，λ为辐射源波长，Δxi、Δyi、Δzi为第i个天线阵元位置***误差参数；
所述联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式包括：
求解所述卫星姿态角误差模型，将得到的求解结果带入所述阵元***误差模型，得到综合误差表达式，所述综合误差表达式为：
其中，为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，(ai，bi，ci)为第i个天线阵元的估算位置，Δφi为第i个天线阵元的通道相位差***误差参数；
所述根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值包括：
根据ni＝(HTH)-1HTmi，i＝1,2,…,N-1，确定ni，
其中，(ai，bi，ci)为第i个天线阵元的估算位置，Δφi为第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差；I为4×4单位矩阵，ηi为岭回归参数；
所述岭回归参数ηi的计算公式为：
其中，ωi＝Λ-1HTmi，Λ为矩阵HTH特征值组成的对角矩阵，T是由HTH的特征向量进行标准正交化后得到的矩阵，p和q分别表示H矩阵的行数和列数；
2.一种基于单星干涉仪测向***的误差校正装置，其特征在于，包括：
信息获取单元，用于获取地面辐射源与卫星之间的角度信息，以及获取所述单星干涉仪中各天线阵元的位置信息；
模型确定单元，用于根据所述角度信息确定卫星姿态角误差模型，以及根据所述角度信息和所述位置信息确定阵元***误差模型；
综合误差表达式确定单元，用于联合所述卫星姿态角误差模型和所述阵元***误差模型确定综合误差表达式，其中，所述综合误差表达式包含多个待校正的误差参数；
误差解析单元，用于根据入射角度互不相同的多个地面标校站的校正信息，对所述综合误差表达式进行解析，得到所述多个待校正的误差参数的误差校正值；
误差校正单元，用于根据所述误差校正值对单星干涉仪的初始测向结果进行误差校正，得到最终测向结果；
所述角度信息包括地面辐射源的方位角实测值、方位角理论值、俯仰角实测值以及俯仰角理论值；
所述卫星姿态角误差模型为：
其中，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的俯仰角理论值，γ为卫星偏航角***误差，θ为卫星俯仰角***误差，ε为卫星滚动角***误差；
假设所述测向***中天线阵元的数量为N，第N个阵元为原点阵元，余下N-1个阵元位置(xi,yi,zi)，阵元位置***误差为(Δxi,Δyi,Δzi)，第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差为
则所述阵元***误差模型为：
其中，为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，αe为地面辐射源的方位角实测值，βe为地面辐射源的俯仰角实测值，λ为辐射源波长，Δxi、Δyi、Δzi为第i个天线阵元位置***误差参数；
所述综合误差表达式确定单元具体用于：
求解所述卫星姿态角误差模型，将得到的求解结果带入所述阵元***误差模型，得到综合误差表达式，所述综合误差表达式为：
其中，为第i个天线阵元与原点阵元之间的相位差实测值，α为地面辐射源的方位角理论值，β为地面辐射源的俯仰角理论值，(ai，bi，ci)为第i个天线阵元的估算位置，Δφi为第i个天线阵元的通道相位差***误差参数；
所述误差解析单元具体用于：
根据ni＝(HTH)-1HTmi，i＝1,2,…,N-1，确定ni，
其中，(ai，bi，ci)为第i个天线阵元的估算位置，Δφi为第i个阵元与第N个阵元之间的通道相位差***误差；I为4×4单位矩阵，ηi为岭回归参数；
所述岭回归参数ηi的计算公式为：
其中，ωi＝Λ-1HTmi，Λ为矩阵HTH特征值组成的对角矩阵，T是由HTH的特征向量进行标准正交化后得到的矩阵，p和q分别表示H矩阵的行数和列数；
ni＝[Δφi，ai，bi，ci]T，
3.一种卫星，所述卫星设置有单星干涉仪测向***，其特征在于，所述单星干涉仪测向***包括权利要求2所述的误差校正装置。
4.一种电子设备，其中，该电子设备包括：测向天线阵列；处理器；以及被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行如权利要求1所述的方法。
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