本发明涉及基于无线通信的测距领域,尤其涉及一种基于无线电波信号的测距方法、装置及存储介质。
背景技术:
1、无线电距离测量是基于电磁波在空间中以恒速、直线传播原理而进行的,测距信号的时延或瞬时相位与传播距离之间具有线性关系。地面测量站发射调制有测距信号的电磁波,经目标返回后由测量站接收,解调后恢复出基带信号,对比发射和接收基带信号的相对时延或相位时延,即可获得测量站与目标之间的径向距离。在卫星系统中常采用连续波测距,包括侧音测距和伪随机码测距(或称为扩频测距)。
2、在无线电距离测量过程中,受天气及运营商信号的干扰影响,导致测距结果的准确度不够高,有优化空间。
技术实现思路
1、发明目的:提出一种基于无线电波信号的测距方法、装置及存储介质,有效解决现有技术存在的上述问题。
2、第一方面,提出一种基于无线电波信号的测距方法,步骤如下:
3、在测量站一侧产生两路载波信号随机码,一路随机码发送至移位寄存器寄存,另一路载波信号采用预定频率的正弦波侧音对其进行调制后发射出去,经目标应答机转发后,接收转发信号;
4、构建无线电波信号衰减模型;将所述转发信号导入该无线电波信号衰减模型,根据当前天气状况补偿所述转发信号,得到补偿后的转发信号;
5、每接收一次补偿后的转发信号,计算得出测量站与目标之间的径向距离。
6、在第一方面进一步的实施例中,根据雨水通信、云雾通信、降雪通信、沙尘气候四种典型天气情况,构建不同的信号衰减模型,包括雨水特征信号衰减模型、云雾特征信号衰减模型、降雪特征信号衰减模型、沙尘特征信号衰减模型。
7、在第一方面进一步的实施例中,雨水特征信号衰减模型的表达式如下:
8、γrf=krfa
9、式中,rf表示降雨量,单位为mm/h;k和a分别为水平和垂直两种不同情况下极化时的参数;γrf表示降雨量导致的信号衰减率。
10、云雾特征信号衰减模型的表达式如下:
11、
12、式中,f为工作频率;vm表示能见度;密雾v<50m;浓雾50m<v<200m;轻雾200m<<500m;γc&f表示云/雾导致的信号衰减率。
13、降雪特征信号衰减模型的表达式如下:
14、γs=7.47×10-5f×h(1+5.77×10-5f3h0.6)
15、式中,f为工作频率;h表示每小时降雪在单位容积内积雪溶化成水的高度;γs表示降雪导致的信号衰减率。
16、沙尘特征信号衰减模型的表达式如下:
17、
18、式中,γs表示沙尘导致的信号衰减率;f为工作频率;d为沙尘颗粒的直径;m表示ind的均值;σ表示ind的标准差;ε′表示湿沙尘的复介电常数;n(d)表示沙尘体密度;
19、其中,沙尘体密度的计算式如下:
20、
21、式中,p(d)为沙尘颗粒的尺寸分布的密度函数;d为沙尘颗粒的直径;m表示ind的均值;σ表示ind的标准差;n0为沙尘的体密度。
22、通过接入当地气象系统或根据目视下的当前区域天气状况,选择上述特征无线电波信号衰减模型中的一种或叠加多种;利用所述信号衰减模型补偿所述转发信号,得到补偿衰减率后的转发信号侧音频率fγ。
23、在第一方面进一步的实施例中,每接收一次补偿后的转发信号,计算得出测量站与目标之间的径向距离r:
24、
25、式中,c为光速;fγ为补偿衰减率后的转发信号侧音频率;为侧音相位时延。
26、本发明的第二方面,提出一种测距装置,该测距装置用于执行如第一方面所述的基于无线电波信号的测距方法,包括信号调制单元、信号补偿单元、以及输出单元三部分。
27、信号调制单元用于在测量站一侧产生两路载波信号随机码,一路随机码发送至移位寄存器寄存,另一路载波信号采用预定频率的正弦波侧音对其进行调制后发射出去,经目标应答机转发后,接收转发信号。
28、信号补偿单元用于构建无线电波信号衰减模型;将所述转发信号导入该无线电波信号衰减模型,根据当前天气状况补偿所述转发信号,得到补偿后的转发信号。
29、输出单元基于补偿后的转发信号,计算得出测量站与目标之间的最大无模糊距离。
30、本发明的第三方面,提出一种计算机可读存储介质,该存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令在电子设备上运行时,使得电子设备执行如第一方面所述的基于无线电波信号的测距方法。
31、有益效果:本发明提出一种基于无线电波信号的测距方法,结合了侧音和伪随机码混合机制测距方法,考虑自然天气对测距信号的影响,构建异常天气信号受影响的不同模型来提高测距结果的精确度。
1.一种基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,根据雨水通信、云雾通信、降雪通信、沙尘气候四种典型天气情况,构建不同的信号衰减模型,包括雨水特征信号衰减模型、云雾特征信号衰减模型、降雪特征信号衰减模型、沙尘特征信号衰减模型。
3.根据权利要求2所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,所述雨水特征信号衰减模型的表达式如下:
4.根据权利要求2所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,所述云雾特征信号衰减模型的表达式如下:
5.根据权利要求2所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,所述降雪特征信号衰减模型的表达式如下:
6.根据权利要求2所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,所述沙尘特征信号衰减模型的表达式如下:
7.根据权利要求3至6中任一项所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,接入当地气象系统或根据目视下的当前区域天气状况,选择上述特征无线电波信号衰减模型中的一种或叠加多种;
8.根据权利要求7所述的基于无线电波信号的测距方法,其特征在于,每接收一次补偿后的转发信号,计算得出测量站与目标之间的径向距离r:
9.一种测距装置,其特征在于,包括:
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令在电子设备上运行时,使得电子设备执行如权利要求1至7中任一项所述的基于无线电波信号的测距方法。