中文引用格式: 董孝東. 載波相位測量在突發(fā)通信測距中的應用[J]. 電子技術應用,2026,52(2):117-123.
英文引用格式: Dong Xiaodong. Application of carrier phase measurement in burst communication ranging[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(2):117-123.
引言
在數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)中,利用通信體制來獲得高精度的時間同步、測距是一項重要的應用需求。在此基礎上,網(wǎng)絡成員確定與其他網(wǎng)絡成員的相對位置,實現(xiàn)網(wǎng)絡成員間相互定位、相對導航、傳感器協(xié)同[1]。
聯(lián)合戰(zhàn)術信息分發(fā)系統(tǒng)(JTIDS)是通信導航兼?zhèn)湎到y(tǒng)的成功范例。JTIDS系統(tǒng)除通信功能外,網(wǎng)絡成員通過周期性地接收其他成員的RTT(往返時間) 和PPLI(機載平臺精確定位與識別)消息,根據(jù)測量的到達時間(TOA)信息和PPLI消息中對方成員的位置信息,實現(xiàn)本平臺相對于其他成員的相對位置及平臺絕對地理位置的確定[2]。導航定位精度最高可達15 m以內(1 sigma)。
以JTIDS為代表的通信系統(tǒng),測距原理為測量接收信號的時差,精度取決于時間同步誤差,一般情況下,符號速率越大,測量精度越高。然而,通信系統(tǒng)的符號速率這一參數(shù)的設計是受信道容量、通信距離、抗干擾能力等多種因素制約的,難以隨意增大。放眼目前使用的測距定位系統(tǒng),GPS系統(tǒng)基于載波相位的差分系統(tǒng)的測距精度最高可達毫米級[3]。GRACE ( Gravity Recovery And Climate Experiment)衛(wèi)星系統(tǒng)中,核心載荷為高精度K 波段微波測距系統(tǒng)(KBR) [4],利用雙路K/Ka波段連續(xù)微波信號,通過測量高分辨率載波相位達到了微米量級的測距精度。上述系統(tǒng)均發(fā)射連續(xù)信號,接收端利用載波環(huán)路連續(xù)測量載波相位的變化[5],通過載波相位的應用,測距精度獲得了數(shù)量級的提升。一般情況下,GPS系統(tǒng)的載波同步時間長達秒級。然而,在數(shù)據(jù)鏈應用中,通信雙方發(fā)射的脈沖時長為毫秒甚至微秒量級,連續(xù)跟蹤載波相位的方法不再適用。
本文在上述背景下,提出在傳統(tǒng)RTT測距方法基礎上,通過測量載波相位、解算相位整周模糊等手段提高了數(shù)據(jù)鏈突發(fā)通信測距精度。
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作者信息:
董孝東
(西南電子技術研究所,四川 成都 610036)

