温度对相位法微波测距测相精度的影响研究

星间微波测距系统相位中心在轨标定研究张红军;赵艳彬;孙克新;梁磊;顾学迈【摘要】研究了卫星质心已精确确定后,基于非线性卡尔曼滤波的星间微波测距系统的相位中心在轨标定方法.用非线性卡尔曼滤波对4种机动律的数据进行标定计算.仿真结果表明:当设定合适的敏感元件参数时,该法有较高的精度.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】6页(P1-5,55)【关键词】星间微波测距系统;相位中心;非线性卡尔曼滤波;标定【作者】张红军;赵艳彬;孙克新;梁磊;顾学迈【作者单位】哈尔滨工业大学,电子与信息技术研究院,黑龙江,哈尔滨,150001;上海航天技术研究院,上海,201109;上海航天技术研究院,上海,201109;哈尔滨工业大学,电子与信息技术研究院,黑龙江,哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学,电子与信息技术研究院,黑龙江,哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TM9310 引言地球重力学的精确测量对大地测量、地球物理、地球动力学和海洋学科的发展具有重要意义[1]。

目前,卫星高精度重力测量主要有：高低卫卫跟踪模式(SST-hl),如2000年德国发射的CHAMP卫星;低低卫卫跟踪模式(SST-ll),如美国2000年发射的GRACE双星;重力梯度测量模式(SGG),如欧空局的GOCE卫星。

低低卫卫跟踪模式包括两颗同一轨道的低轨卫星,在飞行方向上相距数百公里,卫星飞过重力异常区域时受到摄动,速度发生变化,轨道改变。

通过测量2颗卫星间的距离和距离变化率,再消去非保守力的影响,可恢复出地球重力场模型[2]。

星间微波测距系统是实现两颗卫星间距离和距离变化率的重要载荷,测量精度可达微米级[3]。

1985年,MACARTHUR利用91 GHz和61 GHz系统试验证明此测距系统为可实现的[4]。

星间微波测距系统的安装指向与卫星轴线方向存在一固定夹角。

卫星发射前,每颗卫星的星间微波测距系统的相位中心已预标定,但卫星在发射及入轨过程中产生的火箭振动、帆板展开时的星体振动、近地空间的电磁噪声环境及高能粒子的侵蚀等都会导致天线的几何结构和安装指向与卫星轴线方向间的固定夹角角度发生偏移,使卫星质心与相位中心的相对位置发生变化。

摘要随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。

在社会生活中应用超声波测距技术已很广泛，如汽车倒车雷达、测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。

由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声测距技术的研究和开发具有实际意义。

本文介绍了一种利用超声波测距的系统，该系统是一种基于STC12C2052 单片机的超声波测距系统，它根据超声波在空气中传播的反射原理，以超声波传感器为检测部件，应用单片机技术和超声波在空气中的时间差来测量距离。

该系统主要由主控制器模块、超声波发射模块、超声波接收模块和显示模块等四个模块构成。

通过单片机的I/O口控制超声波发射电路发出40KHz的超声波，反射波经由超声波检测接收电路、放大电路送入单片机外部中断端，通过计算超声波的发射和返回的时间，确定超声波发生器和反射物体之间的距离，完成测距。

该系统可实现4米内测距，盲区20厘米。

关键词：超声波；测距；单片机AbstractWith the development of society, the demand on the measurement of distance or length is increasing. It is applied widely by ultrasonic to measure distance,such as cars reversing radar，range finder and level measurement and so on.Because of the strong point of ultrasonic, low energy consumption,long distance transporting in media, thus it is practical and significant to measure distance by ultrasonic.In this paper ,it introduces a system to measure distance by ultrasonic,which is based on the STC12C2052.The theory is based on the principles of reflection of ultrasonic spreading in the air. The system uses ultrasonic sensors as a detector, and applies MCU and the time difference of ultrosonic spreading in the air to measure the distance. The system consists of the main controller module, ultrasonic transmitter module, ultrasonic receiver module and display module. The MCU I / O port controls ultrasonic transmitter to send 40 KHz ultrasonic, and the reflecting singal is received by the ultrasonic receiver circuit, and it is amplified,and finally,it starts the interruptor of the MCU.The MCU calculates the time of launch and return of ultrasonic to get the disctance between the ultrasonic generator and the reflective objects. The range of measurement is within four meters,with the blind spot of 20 cm。