黃 磊，劉友永，陳少伍，孟 瑋，李海濤

(1. 北京跟蹤與通信技術(shù)研究所，北京 100094；2. 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所，石家莊 050081)

(circle) and residual phase delay (dot))

(circle) and residual phase delay (dot))

0 引 言

干涉測(cè)量技術(shù)作為一種高精度測(cè)角手段，對(duì)航天器橫向的位置和速度有較好的約束，通過(guò)與測(cè)距、測(cè)速等外測(cè)數(shù)據(jù)相結(jié)合，可有效提高定軌精度[1]。按照基線的長(zhǎng)短，干涉測(cè)量可分為甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(Very long baseline interferomety,VLBI)和連線干涉測(cè)量(Connected element interferometry，CEI)兩大類。其中VLBI的基線長(zhǎng)達(dá)數(shù)千公里，通過(guò)群時(shí)延測(cè)量即可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)角，通常應(yīng)用于深空探測(cè)器導(dǎo)航[2]。CEI技術(shù)基線一般為幾十公里，它通過(guò)對(duì)載波相時(shí)延測(cè)量，進(jìn)而實(shí)時(shí)獲得目標(biāo)相對(duì)于基線矢量的精確角位置?？蛇m用于中高軌衛(wèi)星的高精度測(cè)定軌及相對(duì)定位，其面臨的技術(shù)難題是單基線情況下載波相位整周期模糊度解算問題。

美國(guó)NASA自20世紀(jì)80年代末就開始進(jìn)行CEI技術(shù)研究和試驗(yàn)驗(yàn)證，并針對(duì)載波相位解模糊問題提出了多基線相位參考、頻率綜合和地球自轉(zhuǎn)綜合3種方法[3-6]，其中，多基線相位參考法的核心思想是利用長(zhǎng)短不等的多條基線按照射電天文成圖的方法綜合求解相位模糊[6-8]，缺點(diǎn)是需要大規(guī)模的天線陣列，造價(jià)昂貴；頻率綜合法的核心思想是利用很寬的擴(kuò)展帶寬獲得群時(shí)延，再進(jìn)一步確定載波的相位延遲整周模糊，以日本SELENE任務(wù)為代表[9-10]，缺點(diǎn)是必須開展專門的星上頻率信標(biāo)設(shè)計(jì)，不具備普適性；地球自轉(zhuǎn)綜合法的核心思想是利用地球自轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)測(cè)量獲得不同方向基線變化進(jìn)行解模糊[11]，不適用于高軌衛(wèi)星定軌場(chǎng)合。

美國(guó)曾在2002年利用圖森和鳳凰城兩座城市之間的180 km基線對(duì)國(guó)際海事通信GEO衛(wèi)星AOR-W開展了S頻段CEI試驗(yàn)，定軌精度僅為3 km[12]。可以分析出，試驗(yàn)中利用的是衛(wèi)星下行的群時(shí)延測(cè)控信號(hào)，未能獲得無(wú)模糊載波相時(shí)延。

國(guó)內(nèi)信息工程大學(xué)、北京宇航動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室等院校及科研機(jī)構(gòu)對(duì)CEI技術(shù)進(jìn)行了研究[13-17]，論證了該技術(shù)的有效性和應(yīng)用前景。但從文章發(fā)表情況來(lái)看，理論仿真的工作居多[13-15]，或是僅評(píng)估了相時(shí)延觀測(cè)量隨機(jī)誤差精度[16]，未能得到精準(zhǔn)的相時(shí)延觀測(cè)量。文獻(xiàn)[17]為2019年國(guó)內(nèi)最新研究成果，采用了75 m和35 m的超短基線，對(duì)C頻段GEO衛(wèi)星最終定軌精度為1～2 km。由于基線極短且先驗(yàn)軌道的精度足夠，不存在解載波相位模糊的問題，也未能體現(xiàn)出干涉測(cè)量高精度的測(cè)角優(yōu)勢(shì)。

為解決CEI技術(shù)在高軌衛(wèi)星高精度測(cè)定軌面臨了載波相位解模糊難題，本文創(chuàng)造性地提出了一種基于衛(wèi)星遙測(cè)或數(shù)傳等下行信號(hào)的多弧段融合相位模糊度解算方法，它通過(guò)相鄰多弧段載波相位值和窄帶信號(hào)群時(shí)延值的融合處理可精確獲得無(wú)模糊載波相時(shí)延觀測(cè)量，不需要大規(guī)模天線陣列和特殊的衛(wèi)星下行信號(hào)，具有較好的應(yīng)用前景。

為驗(yàn)證這一方法的有效性，利用我國(guó)航天測(cè)控網(wǎng)喀什地區(qū)的兩個(gè)測(cè)控站為基礎(chǔ)，補(bǔ)充光纖時(shí)頻傳遞、數(shù)據(jù)采集記錄、數(shù)據(jù)相關(guān)處理等設(shè)備，構(gòu)建試驗(yàn)系統(tǒng)并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。試驗(yàn)采用某北斗GEO衛(wèi)星(以下簡(jiǎn)稱BD衛(wèi)星)作為標(biāo)校源，對(duì)某天鏈衛(wèi)星(以下簡(jiǎn)稱TL衛(wèi)星)進(jìn)行測(cè)量，采用交替觀測(cè)模式(兩顆衛(wèi)星角距在10°以內(nèi))。通過(guò)TL衛(wèi)星精軌對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明：在20 km基線上，利用BD衛(wèi)星的偽碼測(cè)距信號(hào)和TL衛(wèi)星的測(cè)控信號(hào)均成功實(shí)現(xiàn)了S頻段解載波整周相位模糊，相時(shí)延測(cè)量精度能夠達(dá)到0.1 ns，對(duì)應(yīng)GEO衛(wèi)星定軌精度優(yōu)于54 m。研究成果已經(jīng)應(yīng)用于高分專項(xiàng)地面測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)中。

1 CEI基礎(chǔ)理論

1.1 CEI基本原理

CEI基本原理與在航天領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的甚長(zhǎng)基線干涉測(cè)量(VLBI)基本原理相一致。圖1是干涉測(cè)量基本原理圖[2]，同樣適用于CEI測(cè)量。

圖1 干涉測(cè)量基本原理圖

在圖1中，干涉測(cè)量相關(guān)器處理的信號(hào)來(lái)自幾何上分離的兩個(gè)地面測(cè)站。從第一個(gè)測(cè)站到第二個(gè)測(cè)站的矢量D稱作基線矢量。如果一個(gè)外部射電源其方向矢量為s，與基線矢量的夾角為θ，那么可以得到無(wú)線電信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)波前到達(dá)基線兩端的時(shí)間差近似為：

(1)

根據(jù)式(1)，在基線D確定的條件下，由τg測(cè)量誤差導(dǎo)致的θ測(cè)角誤差可由式(2)表示：

(2)

可見，測(cè)角誤差δθ與基線D的長(zhǎng)度成反比，與τg的測(cè)量誤差δτg成正比。因此，若要獲得高精度角度測(cè)量，可以通過(guò)使用更長(zhǎng)的基線(即增加D的長(zhǎng)度)或提高干涉測(cè)量時(shí)延的測(cè)量精度，這也就是VLBI和CEI高精度測(cè)量技術(shù)的基本機(jī)理。

對(duì)于VLBI測(cè)量，由于兩站相距甚遠(yuǎn)，無(wú)法采用相同的基準(zhǔn)頻率源，且通過(guò)雙差分依然難以完全消除電離層和對(duì)流層的介質(zhì)誤差，因而難以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的載波相時(shí)延測(cè)量，這是由于各種誤差源的影響會(huì)最終引入到相時(shí)延觀測(cè)量中，帶來(lái)整周模糊，導(dǎo)致無(wú)法正確解算載波相位整周數(shù)，因此VLBI技術(shù)均采用群延遲測(cè)量體制。

對(duì)于CEI測(cè)量，雖然基線長(zhǎng)度較短，但通過(guò)高精度的時(shí)間頻率傳遞可以使得各測(cè)站采用相同的基準(zhǔn)頻率源，此外，由于兩站之間距離較近，通過(guò)雙差分能夠基本完全消除電離層和對(duì)流層的介質(zhì)誤差[4]，這為獲得目標(biāo)的載波相時(shí)延觀測(cè)量奠定了基礎(chǔ)。相時(shí)延的精度主要取決于射頻信號(hào)的頻率(一般為GHz量級(jí))，群時(shí)延的精度主要取決于兩信標(biāo)頻率之差，通常是DOR音(對(duì)于S頻段約為8 MHz，對(duì)于X頻段約為40 MHz[18])，也可以是測(cè)距或遙測(cè)諧波信號(hào)(帶寬介于幾百kHz到幾MHz之間)。因此，相時(shí)延的精度遠(yuǎn)高于群時(shí)延的精度，這說(shuō)明利用CEI可以獲得與VLBI精度相比擬的觀測(cè)量。

為了獲得高精度相時(shí)延觀測(cè)量，需要解決CEI測(cè)量中的關(guān)鍵技術(shù)——解載波相位整周模糊。如果解模糊失敗，則只能得到群時(shí)延的精度，在這種情況下，由于CEI基線僅是VLBI基線的1%量級(jí)，其技術(shù)優(yōu)勢(shì)將蕩然無(wú)存。

1.2 CEI誤差分析

CEI測(cè)量的是兩個(gè)天線接收信號(hào)的相關(guān)相位，信號(hào)在由發(fā)射至接收的整個(gè)傳輸過(guò)程中任何會(huì)對(duì)電磁波傳輸產(chǎn)生影響的因素都將在相關(guān)相位中引入偏差。該相位可以認(rèn)為是對(duì)干涉時(shí)延的測(cè)量，單位是觀測(cè)信號(hào)的波長(zhǎng)。我們可以把相關(guān)相位記作[4]：

(3)

式中:ωRF是射頻觀測(cè)頻率，總延遲包括幾何延遲、兩站之間時(shí)鐘偏差τclock、對(duì)流層和電離層傳播介質(zhì)延遲τtrop和τion、任何未標(biāo)校的設(shè)備延遲τinst和太陽(yáng)等離子體誤差τwind(僅對(duì)于深空目標(biāo))幾部分組成。另外，在每一個(gè)測(cè)站上均有一個(gè)本地振蕩器(Local Oscillator，LO)，會(huì)引入相位偏移ΦLO。2πN代表相位整周模糊度，只有確定了該相位的整周模糊，才能獲取高精度的射頻信號(hào)載波相時(shí)延。此外，頻率源及時(shí)頻系統(tǒng)的穩(wěn)定性還將對(duì)相關(guān)相位的測(cè)量產(chǎn)生影響；信號(hào)的信噪比、基線的空間方位不準(zhǔn)確性也會(huì)影響時(shí)間延遲τg的測(cè)量精度。

為了校準(zhǔn)這些誤差因素，通常將一個(gè)與待測(cè)信號(hào)源空間角位置相近的參考源作為基準(zhǔn)，將兩個(gè)信號(hào)源的相關(guān)相位進(jìn)行差分，即可消除測(cè)站鐘差、設(shè)備延遲等誤差因素，同時(shí)可顯著降低對(duì)流層、電離層、太陽(yáng)等離子體等誤差因素的影響。兩個(gè)射頻信號(hào)源(A和B)可觀測(cè)到的差分相位可以記作：

(4)

由上述分析可知，在進(jìn)行單差分條件下CEI測(cè)量時(shí)，要求保證高精度的站間時(shí)頻信號(hào)的同源及同步特性，以減少測(cè)量誤差；在進(jìn)行雙差分條件下CEI測(cè)量時(shí)，鐘差的因素可以消除，但仍然需要高精度的頻率傳遞技術(shù)，確保測(cè)站頻率的一致性和相干性[19])。

考慮到開展單差分CEI測(cè)量時(shí)，未標(biāo)校的設(shè)備延遲、站間時(shí)間同步的精度、對(duì)流層、電離層均會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差，導(dǎo)致無(wú)法解載波相時(shí)延(1 ns就會(huì)帶來(lái)0.3 m誤差，而S頻段波長(zhǎng)僅為0.13 m)，因此在對(duì)精度要求較高的實(shí)際應(yīng)用中一般采用雙差分CEI測(cè)量或同波束CEI測(cè)量。本文下面所描述的便是基于雙差分CEI測(cè)量的形式。

2 CEI數(shù)據(jù)處理方法

2.1 高精度CEI信號(hào)處理流程

高精度CEI信號(hào)處理流程圖如圖2所示，首先利用兩顆衛(wèi)星的軌道預(yù)報(bào)得到預(yù)報(bào)時(shí)延，并進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，然后求解殘余相位干涉條紋，并最終逐步求解出精確的干涉時(shí)延。

圖2 CEI信號(hào)處理流程圖

具體信號(hào)處理流程如下：

1)兩個(gè)測(cè)站分別接收同一個(gè)衛(wèi)星的下行信號(hào)，接收信號(hào)分別為s1(t)和s2(t)，兩路信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換后為S1(f,t)和S2(f,t)；

2)利用已知的衛(wèi)星到兩個(gè)測(cè)站的時(shí)延預(yù)報(bào)差值對(duì)兩個(gè)頻域信號(hào)進(jìn)行時(shí)延差預(yù)補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的兩路信號(hào)殘余時(shí)延差較小，即：

S′2(f,t)=S2(f,t)·exp(j·2πfRF·τ(t))

(5)

3)時(shí)延差預(yù)補(bǔ)償后的兩路頻域信號(hào)做復(fù)相關(guān)得到殘余相關(guān)相位：

X(f,t)=S1(f,t)·(S′2*(f,t))=A(f,t)·

exp(jφ(f,t))

(6)

式中:S′2*(f,t)為S′2(f,t)的共軛。

4)利用殘余載波相位求解殘余相時(shí)延，利用殘余數(shù)據(jù)相位求解殘余群時(shí)延：

(7)

(8)

5)利用殘余相時(shí)延和載波相位平滑群時(shí)延方法平滑殘余群時(shí)延得到平滑后的殘余群時(shí)延τgroup_0,sm(t)；

6)用平滑后的群時(shí)延解算殘余相時(shí)延的整周模糊度：

N=E[τgroup_0,sm(t)-τphase_0(t)]·fRF

(9)

式(9)中，E為數(shù)學(xué)期望。

7)整周模糊度乘載波周期再加上殘余相時(shí)延得到精確的殘余時(shí)延差值：

τphase_0,real(t)=τphase_0(t)+N/fRF

(10)

8)精確的殘余時(shí)延差值加上衛(wèi)星到兩個(gè)測(cè)站的時(shí)延預(yù)報(bào)差值得到精確的相時(shí)延觀測(cè)量：

τphase,real(t)=τphase_0,real(t)+τ(t)

(11)

以上步驟中，第5步“利用殘余相時(shí)延和載波相位平滑群時(shí)延方法平滑殘余群時(shí)延得到平滑后的殘余群時(shí)延”是獲得高精度CEI觀測(cè)量的核心，下面將對(duì)其方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.2 相時(shí)延解算方法

載波相位平滑群時(shí)延的基本思路為：將群時(shí)延觀測(cè)量和載波相位觀測(cè)量相結(jié)合，同時(shí)利用高精度的載波相位測(cè)量值對(duì)群時(shí)延觀測(cè)量進(jìn)行平滑濾波獲取平滑群時(shí)延，有效降低隨機(jī)誤差，進(jìn)而提高載波相位整周期的正確解算概率。

由CEI求解得到群時(shí)延和相時(shí)延分別表示為：

(12)

(13)

(14)

(15)

理論上，載波相位歷元差應(yīng)該與碼群時(shí)延歷元差相等，即：

τg(tn)-τg(tn-1)≈τp(tn)-τp(tn-1)

(16)

(17)

可由載波相位歷元間的差值重建碼群時(shí)延，即：

τ′g(tn)=τg(tn-1)+τp(tn)-τp(tn-1)

(18)

重建后的群時(shí)延誤差將被大大壓縮。假設(shè)從t0歷元開始的載波相位觀測(cè)量持續(xù)，并且通常認(rèn)為群時(shí)延測(cè)量過(guò)程中的隨機(jī)誤差服從高斯分布，則可以通過(guò)數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)的方法將其影響進(jìn)行削弱。假設(shè)已經(jīng)連續(xù)觀測(cè)了n次，其測(cè)量方程可用如下公式表示：

(19)

對(duì)以上各式相加求平均，即可得到t0歷元的群時(shí)延平滑值：

τp(tk)+τp(t0))

(20)

式中:τg,sm(t0)即為t0時(shí)刻的平滑群時(shí)延平滑值。

下面考慮平滑后的測(cè)量誤差δ與εg,εp之間的關(guān)系。由于載波相位測(cè)量的隨機(jī)誤差較群時(shí)延測(cè)距的隨機(jī)誤差要小得多，即εg?εp，根據(jù)誤差傳遞理論可得：

(21)

(22)

其中:P(k)表示外推群時(shí)延，τphase(k)和τphase(k-1)分別表示k時(shí)刻和k-1時(shí)刻的相時(shí)延，τsm(k-1)和τsm(k)分別表示k時(shí)刻和k-1時(shí)刻的群時(shí)延平滑值，ω(k)表示歷元k時(shí)刻的群時(shí)延權(quán)重。

(23)

利用S頻段下行遙測(cè)副載波信號(hào)的群延遲差和殘留載波信號(hào)的相位差進(jìn)行解模糊算法仿真，其群時(shí)延和載波相位平滑群時(shí)延估計(jì)精度分別為9 ns(信號(hào)帶寬B=256 kHz，相關(guān)信噪比S/N=30 dB)、75 ps，依據(jù)公式計(jì)算得到平滑因子M的最優(yōu)取值為120。在M分別取值為60，80，100，120時(shí)進(jìn)行蒙特卡洛仿真統(tǒng)計(jì)，仿真次數(shù)為1000統(tǒng)計(jì)得到載波相位模糊正確解算概率分別為78%,90%,95%,99%，其平滑結(jié)果如圖3所示。充分說(shuō)明了平滑因子M取值和解模糊算法的有效性。

3 CEI試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)系統(tǒng)

CEI試驗(yàn)系統(tǒng)利用我國(guó)航天測(cè)控網(wǎng)喀什地區(qū)的兩個(gè)測(cè)控站為基礎(chǔ)(以下分別稱為測(cè)站1和測(cè)站2)，補(bǔ)充CEI試驗(yàn)所必須的光纖時(shí)頻傳遞設(shè)備、數(shù)據(jù)采集與基帶轉(zhuǎn)換設(shè)備、數(shù)據(jù)相關(guān)處理設(shè)備等。兩個(gè)測(cè)站直線距離約20 km，呈東西向排列。

3.2 觀測(cè)模式設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用的標(biāo)校源為BD衛(wèi)星(目前我國(guó)BD GEO衛(wèi)星的導(dǎo)航電文位置精度優(yōu)于10 m[20]，對(duì)應(yīng)20 km基線時(shí)延誤差優(yōu)于20 ps，可作為標(biāo)校源使

圖3 不同M值情況下的平滑結(jié)果

圖4 基于光纖時(shí)頻傳遞的CEI系統(tǒng)構(gòu)成圖

用)。試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)為TL衛(wèi)星，兩顆衛(wèi)星角距在10°以內(nèi)，測(cè)控頻段為S頻段，采用交替觀測(cè)模式。

其中TL衛(wèi)星下行信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)控(TT&C)信號(hào)，遙測(cè)副載波頻率65.536 kHz，測(cè)距主音100 kHz，實(shí)際試驗(yàn)中數(shù)據(jù)采集帶寬為256 kHz；BD衛(wèi)星下行信號(hào)為偽碼測(cè)距信號(hào)，帶寬10 MHz，實(shí)際試驗(yàn)中數(shù)據(jù)采集帶寬為8 MHz?？紤]到TL衛(wèi)星信號(hào)帶寬較窄，求取精確相時(shí)延整周模糊值的難度較大，因此試驗(yàn)中將TL衛(wèi)星的觀測(cè)時(shí)間加長(zhǎng)，具體實(shí)施方式為：先對(duì)BD衛(wèi)星觀測(cè)7 min，隨后停止觀測(cè)3 min(停止時(shí)間內(nèi)用于測(cè)站1和測(cè)站2同時(shí)切換天線從BD衛(wèi)星指向TL衛(wèi)星)，再對(duì)TL衛(wèi)星觀測(cè)17 min，隨后停止觀測(cè)3 min，再切換到BD衛(wèi)星觀測(cè)，如此循環(huán)，連續(xù)觀測(cè)共計(jì)8 h。

3.3 信道標(biāo)校

由1.2節(jié)可知，采用交替觀測(cè)模式(即雙差分模式)可以將站間時(shí)差，設(shè)備延遲，對(duì)流層、電離層等介質(zhì)誤差基本消除干凈，但有一點(diǎn)不能忽略，那就是在干涉測(cè)量的實(shí)際應(yīng)用中標(biāo)校源與待測(cè)目標(biāo)源的頻率應(yīng)一致或足夠接近，否則會(huì)引入下行信道濾波器在不同頻點(diǎn)的群時(shí)延色散誤差。針對(duì)此次試驗(yàn)，BD衛(wèi)星頻點(diǎn)約為2218 MHz，TL衛(wèi)星頻點(diǎn)約為2231 MHz，兩者相差達(dá)到十幾MHz，因此必須對(duì)CEI下行信道進(jìn)行標(biāo)定。利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的實(shí)際標(biāo)定結(jié)果如表1所示。

表1 信道群時(shí)延色散特性標(biāo)定Table 1 Calibration of the group delay of the channels

可以看出，在這兩個(gè)頻點(diǎn)上，設(shè)備群延時(shí)色散約為1.3ns，后續(xù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)中應(yīng)該補(bǔ)償信道的群時(shí)延特性。

3.4 試驗(yàn)實(shí)施

試驗(yàn)共進(jìn)行了4天，每天的觀測(cè)均從晚上22時(shí)開始，開展6～8小時(shí)的連續(xù)觀測(cè)。兩測(cè)站獲取到的測(cè)量原始數(shù)據(jù)均先在本地進(jìn)行磁盤記錄，于試驗(yàn)結(jié)束后開展事后相關(guān)處理分析。

4 試驗(yàn)結(jié)果

4天試驗(yàn)的結(jié)果相一致，下面給出第1天試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理結(jié)果。先利用衛(wèi)星的軌道預(yù)報(bào)值推導(dǎo)出每個(gè)SCAN(指一個(gè)觀測(cè)弧段)的時(shí)延，利用預(yù)報(bào)值對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，補(bǔ)償后的殘余相關(guān)相位如圖5、圖6所示。圖5為TL衛(wèi)星的相關(guān)處理結(jié)果，共15個(gè)SCAN，每個(gè)SCAN 17 min，間隔10 min；圖6為BD衛(wèi)星的相關(guān)處理結(jié)果，共15個(gè)SCAN，每個(gè)SCAN 7 min，間隔20 min。

圖5 TL衛(wèi)星相關(guān)處理結(jié)果(殘余群時(shí)延(圓圈)和殘余相時(shí)延(點(diǎn)))

圖6 BD衛(wèi)星的相關(guān)處理結(jié)果(殘余群時(shí)延(圓圈)和殘余相時(shí)延(點(diǎn)))

由觀測(cè)量減去理論值能夠得到時(shí)延殘差，這部分殘差中包括了各類誤差的總和，主要包括設(shè)備延遲、站間時(shí)間同步誤差、對(duì)流層誤差、電離層誤差、熱噪聲誤差，而站間時(shí)間同步誤差、對(duì)流層誤差、電離層誤差對(duì)于兩顆星來(lái)講可以認(rèn)為是一致的，即Δτclock≈0,Δτtrop≈0,Δτion≈0。設(shè)備鏈路的不一致性不能忽略，通過(guò)前期標(biāo)?？芍獮?.3 ns。

最終獲得的相時(shí)延觀測(cè)量與精軌的理論值對(duì)比圖如圖7所示。從圖中可以看出，前面幾個(gè)SCAN的殘余相關(guān)相位波動(dòng)較大，后面幾個(gè)SCAN較為穩(wěn)定。用BD的殘差擬合TL的殘差得到TL的測(cè)量值，與精軌對(duì)比，最大偏差0.16 ns，且隨時(shí)間變化有變穩(wěn)定的趨勢(shì)，穩(wěn)定在0.1 ns以內(nèi)。

5 結(jié) 論

通過(guò)CEI試驗(yàn)系統(tǒng)在20 km基線上開展測(cè)量，對(duì)BD衛(wèi)星的偽碼測(cè)距信號(hào)和TL衛(wèi)星的TT&C信號(hào)均成功實(shí)現(xiàn)了S頻段解載波整周相位模糊。通過(guò)BD衛(wèi)星做標(biāo)校源，得到TL衛(wèi)星的精確相時(shí)延觀測(cè)量，該觀測(cè)量與通過(guò)TL衛(wèi)星精軌反算的相時(shí)延理論值相比，精度達(dá)到了0.1 ns，對(duì)應(yīng)的GEO軌道精度優(yōu)于54 m。

此次試驗(yàn)充分驗(yàn)證了文中所提出的相時(shí)延解算方法的正確性、可行性，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了在幾十km基線量級(jí)上利用百kHz窄帶測(cè)控信號(hào)獲得無(wú)模糊載波相時(shí)延。該方法同樣適用于對(duì)共位GEO衛(wèi)星的相對(duì)定位，具有較好的應(yīng)用前景，研究成果已經(jīng)應(yīng)用于高分專項(xiàng)地面測(cè)控系統(tǒng)建設(shè)中。