一种新型的用于深空高动态微弱信号载波跟踪环

作者：齐航天; 张晓林^*; 朱丽锦

来源：中国空间科学技术, 2020, 40(01): 19-26.

DOI：10.16708/j.cnki.1000-758X.2020.0003

• 载波跟踪
• 非线性滤波
• 无迹卡尔曼滤波
• 强跟踪
• 门限切换
• 野值剔除

分析了深空通信中高动态微弱信号载波跟踪方法,提出并分析了载波跟踪中状态方程非线性与量测方程的非线性取舍问题,分析了滤波过程中影响高动态与低信噪比的决定因素,给出了两个推论,提出了强跟踪算法的必要性。并以此选择了以传统卡尔曼滤波(KF)为基础,以锁相环(FLL)、无迹卡尔曼滤波(UKF)为辅助使用两种工作模式来应对不同环境。针对组合跟踪环路状态转换过渡易出现的频率阶跃问题,给出新型环路的工作模式及切换门限的数学表达式,在环路中添加计算判别器,实时控制环路输出的同时不浪费计算力地剔除了野值,提高了环路稳定性。仿真表明,该新型环路算法与现有的算法相比有很好的低信噪高动态适应能力,消除了切换峰值,剔除了野值。

• 单位
  电子信息工程学院; 北京航空航天大学