CN101806907B - 多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法 - Google Patents

Abstract

多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法属于飞行器定位技术领域，其特征在于，含有以下步骤：构造一个由一个地面主站和多个地面辅站形成的空天测距定位系统，与飞行器共同形成一个多站多平台体系；飞行器采用恢复主站的相干码钟辅助生成非相干下行帧，实现飞行器与地面主站之间的相干通信；飞行器与地面辅站之间形成非相干通信；测距中心则根据地面主站与各地面辅站测得的目标距离地面的距离再结合所述各地面站的坐标计算出飞行器的空间坐标。本发明具有：信号码道少，飞行器时钟精度要求低、以及对现有方法具有良好的继承性和兼容性。

Description

多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法

技术领域

本发明涉及飞行器定位领域，尤其涉及适用于多站多平台体系基于相干与非相干混合的飞行器定位方法。

背景技术

以小卫星星座、无人机群为代表的多平台定位是未来空天定位技术的发展趋势。多平台定位方法造成的信号码道的增加是影响未来飞行器定轨精度的关键。

现有的测距定位系统多采用相干方法，在相干方法下，由于飞行器时钟通过追随上行时钟来保持与地面高精度的标准时钟同步，所以飞行器不需携带高精度时钟。飞行器接收到上行信号后即时将信号下行转发回地面，地面站通过比较往返扩频信号的相位差来计算飞行器距该站距离。但是，该方法在多目标定位情景下需要较多的信号码道，存在CDMA固有的多址干扰，限制了系统容量的提高。

新一代测距定位方法将采用非相干方法实现地面站与空天目标之间钟差和距离的解算。非相干方法中，飞行器无需与地面站时间同步，各个地面站的非相干信号发射机按自己的时钟产生上行帧的CDMA扩频信号，飞行器的非相干信号发射机也按自己的时钟频率发送下行扩频信号，此时飞行器上需要高精度时钟(如原子钟)保持自身频率。上下行信号帧格式相同，均包括本地接收机接收到信号的时钟相位信息和本地时钟相位信息。地面站接收下行信号，通过双向伪距测量得到待测飞行器距离该站的距离。非相干定位方法减少了对多目标进行定位所需的码道数量，但是，该方法对飞行器时钟要求高，飞行器时钟的优劣将直接影响最终的定位精度。

发明内容

针对以上两种方法在多站多平台条件下的缺陷，本发明提供一种适用于未来多站多平台条件下，结合相干与非相干两种方法优势的新测距定位方法。新方法采用飞行器恢复的相干码钟辅助生成非相干下行帧，同时具备相干方法与非相干方法的优点。与相干方法相比，新方法将信道码通道数由站数与平台数的乘积变为了站数与平台数之和，有效减轻了多址干扰。相比非相干方法，新方法在降低平台时钟精度要求的同时，消除了飞行器时钟误差的影响。

本发明的特征在于，

多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法，其特征在于，依次含有以下步骤：

步骤(1)、对于多个自带时钟源的飞行器，构造一个空天测距系统，该系统包括：一个以非相干模式工作的地面主站以及至少为二个的非相干模式工作的地面辅站，其中：

地面主站，设有：主站时钟源、主站非相干信号发射机和主站非相干信号接收机，其中：

主站非相干信号发射机，按自己的时钟产生上行帧的扩频信号，包括接收到的所述各飞行器下行信号的时钟相位信息和该地面主站时钟的相位信息，以分别完成与所述各飞行器的通信，而各个对应的所述飞行器在接收到所述上行帧的扩频信号后，各自进行相干回复，还原出同步于所述上行帧的时钟，用于发送下行信号，

主站非相干信号接收机，接收所述各飞行器的下行信号，完成各测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到所述各飞行器目标距离地面的真实距离并准备下一周期的上行发送，

地面辅站，设有：辅站原子钟、辅站非相干信号发射机和辅站非相干信号接收机，其中：

辅站时钟源，与主站时钟源精度相当，

辅站非相干信号发射机，按自己的时钟产生上行帧的扩频信号，包括接收到的所述各飞行器下行信号的时钟相位信息和本地面辅站时钟的相位信息，

辅站非相干信号接收机，接收所述各飞行器的下行信号，完成各测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到所述各飞行器目标距离地面的真实距离并准备下一周期的上行发送，

各飞行器，设有：飞行器时钟源、飞行器非相干信号发射机和飞行器非相干信号接收机，其中：

飞行器时钟源，其精度低于主站时钟源及辅站时钟源，

飞行器非相干信号发射机，用与所述地面主站相干同步的时钟生成扩频伪码非相干下行帧调制发送，下行信号每帧内容包括接收到的所述地面主站和各地面辅站上行信号的时钟相位信息和本飞行器上时钟的相位信息，

飞行器非相干信号接收机，通过按飞行器时钟源采样所述地面主站非相干信号的时钟信息校准所述飞行器时钟源驱动的计数器码位，从而生成与该地面主站相干同步的时钟，该时钟在精度上与该地面主站的精度相当，并接收所述地面主站和各地面辅站上行帧的扩频信号，生成各测距信号的伪码再生准备下一周期的下行发送；

从而，形成一个多站多平台体系；

步骤(2)、飞行器按以下步骤与所述地面主站之间进行相干通信：

步骤(2.1)、所述地面主站产生非相干伪码序列，调制到载波向所述飞行器发射的同时，保存发码初始状态并开始计数，

步骤(2.2)、所述飞行器非相干信号接收机收到所述地面主站的上行信号，用锁相环跟踪锁定，恢复出上行信号时钟，使飞行器本地时钟与之同步，同时，按同步后的地面主站时钟的频率发送下行非相干信号，每帧信号包括接收到的上一帧所述地面主站和各地面辅站上行信号的时钟相位信息和本飞行器的时钟相位信息，

步骤(2.3)、地面主站锁相环对步骤(2.2)所述非相干下行信号的码序列进行跟踪锁相，从而收到飞行器下行扩频信号，再与步骤(2.1)的上行的码序列比较，按双向时间比较法计算出上、下行信号相位差，得到飞行器与地面主站的距离；

步骤(3)、飞行器按以下步骤与所述各地面辅站之间进行非相干通信：

步骤(3.1)、所述飞行器接收各地面辅站发出的上行信号，并按自己的频率发送下行信号，每帧信号包括：接收到的上一帧各地面辅站上行信号的时钟相位信息和该飞行器的时钟相位信息，

步骤(3.2)、各地面辅站接收所述飞行器发出的下行信号，并按该地面辅站自己的时钟精度发送上行信号，每帧信号包括：接收到的上一帧各飞行器下行信号的时钟相位信息和对应地面辅站时钟的相位信息，

步骤(3.3)、各地面辅站在接收下行信号后，通过双向时间对比法得到待测各飞行器距离地面的真实距离；

步骤(4)、外部的测控中心把所述地面主站和各地面辅站，在m+n个非相干码道中测得的各自与飞行器的距离结合各站本身的坐标求出飞行器的空间坐标，m为飞行器的个数，n为包括地面主站和多个地面辅站组成的地面站个数。

多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法在单平台任务下的定位精度与已有的相干方法和非相干方法相当，在多站多平台情景下精度优于已有的两种方法。在满足工程要求指标的前提下，新方法有以下优点：

1、相比相干方法，定位系统信号码道少，适用于多站多平台系统。

新方法只需与非相干方法相同数目的信号码道：若地面站个数为m，则n个平台目标在新方法下需要(m+n)个码道，而已有的相干方法需要m×n个码道。码道的减少使得共时共频的多信道之间干扰降低，从而对多飞行器定位更为便捷精确。这是新方法最大的优势和应用价值所在。

2、相比非相干方法，飞行器时钟精度要求低。

由于飞行器与主站之间采取相干同步形式，飞行器时钟同步性能可以通过码片计数器实时校正，如用10^-7～10^-9/s的晶振即可实现飞行器上高达5×10^-12/s的原子钟精度，使飞行器对时钟的要求降低。从而降低了飞行器自身质量、工作环境要求以及发射成本。

3、对现有方法具有良好的继承性和兼容性。

新方法结合了相干与非相干方法的优点，使得非相干定位方法发展的同时，原有相干同步的优点也得到利用，继承性良好。同时，由于非相干方法与相干方法地面设备区别小，新方法对地面设备需求方面体现了兼容性很好的特点。

附图说明

图1为本发明实施例(3飞行器4地面站)的信道数示意图；

图2为本发明实施例针对其中一个飞行器进行定位的原理框图；

图3为本发明实施例针对其中一个飞行器的全系统工作示意图；

图4为本发明地面主站与飞行器的工作示意图；

图5为本发明地面辅站与飞行器的工作示意图；

图6为本发明实施例双向伪距测量的时间对比计算示意图；其中：

τ_tb为地面站发信道的时延；

τ_rb为地面站收信道的时延；

τ_ts为飞行器发信道的时延；

τ_rs为飞行器收信道的时延；

Ta为待测飞行器接收到的地面站上行信号脉冲到该飞行器发出下一个下行信号脉冲的时间间隔；

Tb为进行测距的地面站接收到的待测飞行器下行信号脉冲到该地面站发出下一个下行信号脉冲的时间间隔；

ΔT_clk为空地钟差，即待测飞行器与进行测距的地面站的时钟差。

具体实施方式

本发明的实施方式包括以下步骤：

(a)针对多个以精度为10^-7～10^-9的晶振作为自身时钟源的飞行器，测距系统由1个以非相干模式工作的地面主站、2个或多个以非相干模式工作的地面辅站组成。

(b)地面主站的非相干信号发射机按自己的时钟产生上行帧的CDMA扩频信号，该上行信号有两个作用：一是调制上行导航数据完成到飞行器通信任务；二是让飞行器接收该信号并相干恢复，还原出同步于上行帧时钟的高精度时钟，用于飞行器发送下行帧信号等工作。地面主站的非相干信号接收机用于接收飞行器的下行信号，完成测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到待测飞行器目标距离地面的真实距离，并准备下一周期的上行发送。

(c)地面辅站的非相干信号发射机按自己的时钟产生上行帧的CDMA扩频信号，非相干信号接收机接收飞行器下行信号，完成测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到待测飞行器目标距离地面的真实距离，并准备下一周期的上行发送。与接收主站上行信号不同的是，飞行器仅从该上行帧信号中获取导航信息，不以该信号作为时钟相干恢复的基准。

(d)飞行器的非相干信号接收机接收地面站上行帧的CDMA扩频信号，完成测距信号伪码再生，准备下一周期的下行发送。同时接收机接收地面主站信号并相干生成同步的高精度时钟，飞行器下行信号发射机以该同步时钟发送统一的下行非相干扩频信号，飞行器本身无需配置高精度时钟。

进一步地，所述步骤(a)包括以下步骤：

(a1)包括地面主站和地面辅站的地面站与飞行器之间通信为非相干模式，地面站与飞行器分别按自己的时钟频率发送帧信息。新方法下m个飞行器和n个地面站组成的系统一共需(m+n)个非相干码道来满足测距要求(与非相干方法相同)。非相干信号格式继承现有格式。

(a2)将各地面站(3个以上)测得与飞行器之间的距离，结合各地面站本身的坐标可求出飞行器的空间坐标。

进一步地，所述步骤(b)包括以下步骤：

(b1)地面主站配置高精度原子钟，由于飞行器将生成与其相干的同步时钟，所以地面主站时钟精度亦决定了飞行器时钟精度。

(b2)地面主站的非相干信号发射机生成扩频伪码上行帧调制发送，上行信号每帧内容包括接收到的各飞行器下行信号的时钟相位信息和地面主站时钟的相位信息。

(b3)地面主站非相干信号接收机接收各飞行器的下行非相干信号，按双向时间比较法计算各飞行器与地面主站距离。

进一步地，所述步骤(c)包括以下步骤：

(c1)地面辅站配置高精度原子钟，但飞行器不以该信号作为时钟相干恢复的基准。

(c2)地面辅站的非相干信号发射机生成扩频伪码上行帧调制发送，上行信号每帧内容包括接收到的各飞行器下行信号的时钟相位信息和地面辅站时钟的相位信息。

(c3)地面辅站非相干信号接收机接收各飞行器的下行非相干信号，按双向时间比较法计算各飞行器与地面主站距离。

进一步地，所述步骤(d)包括以下步骤：

(d1)飞行器配置有高精度的晶振，通过高频率采样地面主站非相干信号的时钟信息校准晶振驱动的计数器码位，从而生成与地面主站相干同步的时钟，该时钟与地面主站精度相当。

(d2)飞行器的非相干信号发射机用与地面主站相干同步的时钟生成扩频伪码下行帧调制发送，下行信号每帧内容包括接收到的主站和各辅站上行信号的时钟相位信息和飞行器上时钟的相位信息。

(d3)飞行器的非相干信号接收机接收各地面站的上行非相干信号，完成测距信号伪码再生，并还原生成相干同步时钟。

下面以一个由3个飞行器、4个地面站组成的系统说明具体实施方式：

一个由3个飞行器、4个地面站组成的系统需要7个非相干信道，如图1。

由于地面站针对每个飞行器定位方法相同，考虑针对其中一个飞行器进行定位即可，如图2，其中：

地面主站是配备有精度达10^-12s的原子钟，并配置非相干信号接收与发射装置的地面测控点，用于通过信号收发天线接收来自飞行器的下行非相干伪码信号，进行解调后还原出下行信号相位。地面主站具有同时接受转发多目标信号的能力，需要一个独立非相干信道发送上行扩频伪码信号。

地面辅站同样配备有精度达10^-12s的原子钟(地面辅站一般与主站同步，但由于非相干原理可知也可为自己的基准)，并配备非相干信号接收与发射处理装置用于接收平来自飞行器的下行非相干伪码信号，进行解调后还原出下行信号相位。地面辅站具有同时接受转发多目标信号的能力，需要一个独立非相干信道发送上行扩频伪码信号。

飞行器配置有精度为10^-7～10^-9s的晶振，并配置非相干信号接收与发射处理装置，其中非相干信号接收机具有相干时钟同步装置。通过接受主站上行信号使平台时钟与主站同步，通过非相干信号转发处理装置分别用于与主站和与辅站之间的通信。每个飞行器接收地面各站点的上行非相干信号，并需要一个非相干码道发送下行信号。可见本发明方法具有所需通信码道数比相干方法少、飞行器对时钟要求比非相干方法低等特点。

地面主站和地面辅站都需要设置在制高点或空旷地，以抑制多径效应对测量产生的误差，并最大限度地扩大地面站上行信号对飞行器的传播范围。

伪码测距的基本原理为：测距系统的地面站发射一个设计适当的伪码测距信号，接收机接受测距信号回波并对其锁相，得出发射与接受信号的相位差Δφ，从而可以得到发射与接受信号之间的相对时延Δτ，进而确定航天器与地面站之间距离R为：

$R=\frac{\mathrm{c\Δ\τ}}{2}=\frac{\mathrm{c\Δ\φ}}{4\mathrm{\πf}}.$

设在某一时刻t1测距目标i的位置为(Xi，Yi，Zi)，测距目标根据外测信号测量及推算出地面站j到测距目标i的伪距Rij(t)，设每个地面站的位置为(Xj，Yj，Zj)，则有

$R_{\mathrm{ij}}\left(t\right)=\sqrt{[{(X_i-X_j)}^2+{(Y_i-Y_j)}^2+{(Z_i-Z_j)}^2]}+c\×\mathrm{\Δt},$ j＝1，2，3；

其中c为光速；Δt为延时系统误差，包括系统零值漂移、大气延迟误差等，可应用准确的模型修正。地面站及接受转发站位置(Xj，Yj，Zj)已知；由空间几何联立求解上述三个方程即可求得测距目标位置(Xi，Yi，Zi)。

基于以上系统，下面将详细介绍本实施例方法所包含的飞行器与地面主站之间的相干校时和测距、飞行器与地面辅站之间的非相干测距等子方法的实现。针对其中一个飞行器的全系统原理图如图3。

本实施例飞行器与地面主站之间的相干通信部分通过以下步骤来实现，如图4：

步骤110，地面主站产生非相干伪码序列，调制到载波向飞行器发射的同时，锁存发码初始状态并开始计数。

步骤120，飞行器非相干信号接收机收到地面主站上行信号，飞行器上锁相环跟踪锁定，通过恢复出的上行信号时钟，使得飞行器本地钟与之同步。同时，飞行器按同步主站时钟的频率发送下行非相干信号，其每帧内容包括接受到上一帧各地面站上行信号的时钟相位信息和平台上时钟的相位信息。

步骤130，地面主站锁相环对非相干下行码序列跟踪锁定，收到飞行器下行码后将其与步骤110的上行码序列比较，试探成功后按双向时间比较法(步骤230，钟差ΔT_clk为10^-11s量级，可忽略)计算出上下行信号相位差，进而得到时延和飞行器到地面站距离。

以上步骤中，系统总的测距误差主要有几方面因素：时钟漂移误差、噪声误差、硬件延时误差组成的设备误差，以及大气延时误差、多径误差、地面站同步误差组成的传播误差。

(a)新方法由于飞行器的时钟紧跟主站时钟进行校准，因此与相干方法类似存在时钟漂移误差。为保证测量精度，由地面主控站测定出每个飞行器时间参数并发给飞行器，这主要通过锁相环完成。对于二阶环，可用下式计算码钟相位抖动：

${\mathrm{\σ}}_{\mathrm{\φ}}=144\×\frac{a_A\left(\mathrm{\τ}\right)\×f}{B_L},\left(\mathrm{Deg}\right),$

其中σ_A(τ)为闸门时间的阿伦方差，f为载波频率。不妨考虑环路带宽小于20Hz，PN码速率为1Mbps，对于τ＝1/B_L＝0.05s的阿伦方差为σ_A(τ)＝1×10^-10，引入的时延抖动为4.6×10-11s，σ_R1＝0.014mm，远小于其它误差数量级，在单次测量中可忽略。因此，通过相干方法对飞行器时钟的校准，可使得飞行器上时钟的实时误差降低到1×10-11s级，这就使得新方法下仅使用晶振就可以使飞行器上时钟接近原子钟的精度。

(b)噪声误差属于系统误差，新方法下飞行器通信链路的噪声主要由热噪声、互调噪声和干扰噪声组成。热噪声主要是指天线以及接收机噪声，互调噪声是由于卫星转发器的非线性产生的，而干扰噪声是由多路CDMA的地址码干扰产生的。对于占用同一时间同一频段的n路信号，对其中任一有用信号而言，其余(n-1)路信号均作为伪噪声对有用信号产生干扰。此时的信噪比可以写成：

S/I是由于其它地址码干扰而产生的载波功率与噪声谱密度之比，S/N₀是其它噪声和干扰引起的总载波功率与噪声谱密度之比。

研究表明，伪噪声码的观测噪声误差可表述为(运用锁相环线性二阶模型)：

其中BL为锁相环单边噪声带宽，c为光速。在包括3地面站20个飞行器平台的系统中，取f_clock＝10.23MHz，B_L＝10Hz，扩频比为1000。不考虑远近效应，新方法与非相干方法相比ΔP_clock/N₀≈4.16dB。可见对于多站多平台的定位体系而言，干扰噪声有较大的影响，决定了系统最大瞬时工作站数。对于多站多平台的定位系统，相干方法由于存在严重多址干扰会限制其容量的提高。而新方法在多站多平台应用中具有明显优势，其需要信道数与非相干方法相同，误差与相干方法单站定位误差相当，σ_R2≈1m。

(d)设备延时误差包括随机延时误差和固定延时误差，由实际工程文档知可取随机延时约1ns。则σ_R3≈0.3m。

(e)传播误差方面，新方法下传播误差与现有方法相同，根据现有工程实验数据可使σ_R4不超过0.7m。

总的测距误差通过各项误差的均方根求得。综上所述可知新方法下单平台总的测距误差的线度为1m，与相干方法相当。而在多站多平台情景下，新方法精度优于相干方法，也优于同等飞行器时钟精度下的非相干方法。

目前精度高的氢原子钟能达到10^-12s的精度，但还不能做到小型化、轻型化。主站与飞行器的单向通信中，飞行器通过与主站时钟同步校正避免了平台时钟误差的积累，使其达到原子钟精度。降低了飞行器重量、对工作环境的要求和发射成本。

本实施例飞行器与地面辅站之间的非相干测距通信部分通过以下步骤来实现，如图5：

步骤210，飞行器接收上行信号，并按自己时钟频率发送下行信号，其每帧内容包括接受到上一帧各地面站上行信号的时钟相位信息和飞行器时钟的相位信息。

步骤220，地面站接受下行信号，并按自己时钟频率发送上行信号，其每帧内容包括接收到上一帧各飞行器下行信号的时钟相位信息和该地面站时钟的相位信息。上下行信号帧格式相同。

步骤230，地面站在接受下行信号后，通过双向伪距测量得到待测临近空间平台距离地面的真实距离。如图6，其中长粗箭头为飞行器发送的下行信号脉冲，短粗箭头为地面站接收的下行信号脉冲，长细箭头为地面站发送的上行信号脉冲，短细箭头为飞行器接收的上行信号脉冲，可知

${\mathrm{\ΔT}}_{\mathrm{clk}}=\frac{\mathrm{Tb}-\mathrm{Ta}}{2}+\frac{{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{ts}}+{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rb}}-({\mathrm{\τ}}_{\mathrm{rs}}+{\mathrm{\τ}}_{\mathrm{tb}})}{2},$

若地面测量的传输时延为Δτ′，则总的空地传输时延为：

Δτ＝Δτ′-ΔT_clk-(τ_ts+τ_rb)-(τ_rs+τ_tb)，

其中τ_tb和τ_rb分别为地面站发信道和收信道时延；τ_ts和τ_rs分别为临近空间平台发信道和收信道的时延。

以上步骤中，地面主站与飞行器通信中存在的误差σ_R2、σ_R3、σ_R4在地面辅站与飞行器通信中也存在，由于地面辅站与飞行器通信中不存在相干时钟回复，因此不存在σ_R1。总的测距误差同样通过各项误差的均方根球的，为1m限度，也许相干方法相当。

相干与非相干结合的飞行器定位方法在单站定位精度上与现有方法相当，在多站定位下优于现有方法。随着小卫星星座、无人机群的发展，在未来多站多平台的情景下，信号码道少、对飞行器时钟要求低的新方法将具有其独特的优势。

Claims (1)

1.多站多平台体系下基于相干与非相干混合的飞行器定位法，其特征在于，依次含有以下步骤：

步骤(1)、对于多个自带时钟源的飞行器，构造一个空天测距系统，该系统包括：一个以非相干模式工作的地面主站以及至少为二个的非相干模式工作的地面辅站，其中：

地面主站，设有：主站时钟源、主站非相干信号发射机和主站非相干信号接收机，其中：

主站非相干信号发射机，按自己的时钟产生上行帧的扩频信号，包括接收到的所述各飞行器下行信号的时钟相位信息和该地面主站时钟的相位信息，以分别完成与所述各飞行器的通信，而各个对应的所述飞行器在接收到所述上行帧的扩频信号后，各自进行相干回复，还原出同步于所述上行帧的时钟，用于发送下行信号，

主站非相干信号接收机，接收所述各飞行器的下行信号，完成各测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到所述各飞行器目标距离地面的真实距离并准备下一周期的上行发送，

地面辅站，设有：辅站时钟源、辅站非相干信号发射机和辅站非相干信号接收机，其中：

辅站时钟源，与主站时钟源精度相当，

辅站非相干信号发射机，按自己的时钟产生上行帧的扩频信号，包括接收到的所述各飞行器下行信号的时钟相位信息和本地面辅站时钟的相位信息，

辅站非相干信号接收机，接收所述各飞行器的下行信号，完成各测距信号伪码再生，通过双向时间比较法得到所述各飞行器目标距离地面的真实距离并准备下一周期的上行发送，

各飞行器，设有：飞行器时钟源、飞行器非相干信号发射机和飞行器非相干信号接收机，其中：

飞行器时钟源，其精度低于主站时钟源及辅站时钟源，

飞行器非相干信号发射机，用与所述地面主站相干同步的时钟生成扩频伪码非相干下行帧调制发送，下行信号每帧内容包括接收到的所述地面主站和各地面辅站上行信号的时钟相位信息和本飞行器上时钟的相位信息，

飞行器非相干信号接收机，通过按飞行器时钟源采样所述地面主站非相干信号的时钟信息校准所述飞行器时钟源驱动的计数器码位，从而生成与该地面主站相干同步的时钟，该时钟在精度上与该地面主站的精度相当，并接收所述地面主站和各地面辅站上行帧的扩频信号，生成各测距信号的伪码再生准备下一周期的下行发送；

从而，形成一个多站多平台体系；

步骤(2)、飞行器按以下步骤与所述地面主站之间进行相干通信：

步骤(2.1)、所述地面主站产生非相干伪码序列，调制到载波向所述飞行器发射的同时，保存发码初始状态并开始计数，

步骤(2.2)、所述飞行器非相干信号接收机收到所述地面主站的上行信号，用锁相环跟踪锁定，恢复出上行信号时钟，使飞行器本地时钟与之同步，同时，按同步后的地面主站时钟的频率发送下行非相干信号，每帧信号包括接收到的上一帧所述地面主站和各地面辅站上行信号的时钟相位信息和本飞行器的时钟相位信息，

步骤(2.3)、地面主站锁相环对步骤(2.2)所述下行非相干信号的码序列进行跟踪锁相，从而收到飞行器下行扩频信号，再与步骤(2.1)的上行的码序列比较，按双向时间比较法计算出上、下行信号相位差，得到飞行器与地面主站的距离；

步骤(3)、飞行器按以下步骤与所述各地面辅站之间进行非相干通信：

步骤(3.1)、所述飞行器接收各地面辅站发出的上行信号，并按自己的频率发送下行信号，每帧信号包括：接收到的上一帧各地面辅站上行信号的时钟相位信息和该飞行器的时钟相位信息，

步骤(3.2)、各地面辅站接收所述飞行器发出的下行信号，并按该地面辅站自己的时钟精度发送上行信号，每帧信号包括：接收到的上一帧各飞行器下行信号的时钟相位信息和对应地面辅站时钟的相位信息，

步骤(3.3)、各地面辅站在接收下行信号后，通过双向时间对比法得到待测各飞行器距离地面的真实距离；

步骤(4)、外部的测控中心把所述地面主站和各地面辅站，在m+n个非相干码道中测得的各自与飞行器的距离结合各站本身的坐标求出飞行器的空间坐标，m为飞行器的个数，n为包括地面主站和多个地面辅站组成的地面站个数。

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