CN112417683B - 天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN112417683B CN202011311788.XA CN202011311788A CN112417683B CN 112417683 B CN112417683 B CN 112417683B CN 202011311788 A CN202011311788 A CN 202011311788A CN 112417683 B CN112417683 B CN 112417683B
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Abstract

本申请公开了一种天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储介质，所述方法包括：建立航天器天线指向标定测量模型；计算所述测量模型对参数向量K的雅克比(Jacobi)矩阵B；求解参数向量K的改正量
Figure DDA0002790063670000011
判断参数改正量
Figure DDA0002790063670000012
的每个元素的绝对值与设定门限Tol的大小，基于判断结果进行迭代计算，直至收敛，获取参数K的最终估计值
Figure DDA0002790063670000013
向量
Figure DDA0002790063670000014
的第1、2元素，分别为参数α、β的最优估计值。本申请适应性更强、计算简单、估计准确、精度客观、收敛迅速，适应于航天器高增益天线在轨指向标定对快速、高精度数据处理及精度评定的需求。

Description

天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储 介质
技术领域
本申请实施例涉及航天器测控技术，尤其涉及一种天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储介质，其利用航天器高增益天线在轨指向标定获取的数据进行处理，获得天线在轨指向偏差，用于进一步的指向修正，从而提高测控通信链路质量。
背景技术
随着航天事业的快速发展和国防建设的迫切需要，以通信、侦查、科学探测、深空探测为目的的航天器近年来纷纷研制并成功发射。大口径、高增益天线作为这些航天器实现器地高质量测控通信的关键环节，其高增益、窄波束的特性，使天线必须具备高精度的指向，这决定了测控通信的链路质量甚至任务成败。为实现高精度的天线指向，除生产研制环节的高精度测试、装配、补偿、校正等手段外，通常还需要在航天器在轨运行后进行专门的指向标定。这是因为高增益天线的在轨展开、航天器姿态的测量与控制、空间复杂环境等诸多因素都会影响高增益天线在轨的实际指向误差，对此必须开展指向误差实测。
目前，高增益天线在轨指向标定较为常用、通用的方法为：航天器高增益天线围绕“航天器至地面站”连线方向进行特定模式的扫描；同时，地面测控设备实时接收航天器高增益天线发送的下行信号，测量信号功率并记录；事后，通过航天器遥测数据获取扫描角度，综合地面的功率测量数据，进行数据处理得到指向误差。在其他条件一定的情况下，数据处理算法是得到准确的指向偏差的关键；除此以外，数据处理在给出指向偏差的同时，还应客观地评定估计结果的精度。
常见的数据处理方法多采用抛物线(面)拟合地面接收功率对扫描角度的变化曲线获得指向偏差，该方法的优点是模型简单、计算方便；但由于抛物线(面)与高增益天线实际方向图往往存在差异，模型误差会引起指向偏差估计的误差。已知高增益天线方向图的情况下，也有采用方向图数据进行相关匹配的数据处理算法，但不易对估计结果给出客观的精度评定。
目前，针对上述数据处理算法的需求，尚无相关技术可供参考。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储介质，能够适用于航天器高增益天线进行在轨指向标定后的数据处理，获得天线在轨指向偏差，用于进一步开展指向修正，提高测控通信链路质量。
根据本申请的第一方面，提供一种天线在轨指向标定的数据处理方法，包括：
建立航天器天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (21)
其中，时标i＝1,2,…,I，P(i)表示时标i的地面测量功率，vi表示测量误差，θx(i)、θy(i)分别表示天线在时标i的x、y方向扫描角度，G表示天线二维方向图；参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (22)
其中，α、β为天线指向在x、y方向的投影，C表示链路对功率测量的固定影响；
计算所述测量模型对参数向量K的雅可比(Jacobi)矩阵B，即：
Figure BDA0002790063650000021
其中，
Figure BDA0002790063650000031
Figure BDA0002790063650000032
α0、β0为参数α、β的估计初值，首次计算时取0；δθ表示角度的微小变化，取值为天线半功率波束宽度的10-3～10-4；
利用下述公式(6)，求解参数向量K的改正量
Figure BDA0002790063650000033
Figure BDA0002790063650000034
Figure BDA0002790063650000035
(6)式中，[·]|K0表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～I的功率测量数据的权矩阵，K0为向量K的估计初值，首次计算时取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T (27)
判断参数改正量
Figure BDA0002790063650000036
的每个元素的绝对值与设定门限Tol的大小：
若
Figure BDA0002790063650000037
退出迭代，否则，取
Figure BDA0002790063650000038
作为新的初始化值K0，更新计算B、l，得到新的改正量
Figure BDA0002790063650000039
迭代结束后，得到参数K的最终估计值
Figure BDA00027900636500000310
Figure BDA00027900636500000311
向量
Figure BDA00027900636500000312
的第1、2元素，分别为参数α、β的最优估计值。
作为一种实现方式，所述方法还包括：
计算单位权方差
Figure BDA00027900636500000313
Figure BDA00027900636500000314
按照下式计算参数的中误差Σ：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (30)
矩阵Σ对角线的第1、2元素，分别为参数α、β估计值的精度评定。
本申请实施例还提供一种天线在轨指向标定的数据处理装置，包括：
建立单元，用于建立航天器天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (31)
其中，时标i＝1,2,…,I，P(i)表示时标i的地面测量功率，vi表示测量误差，θx(i)、θy(i)分别表示天线在时标i的x、y方向扫描角度，G表示天线二维方向图；参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (32)
其中，α、β为天线指向在x、y方向的投影，C表示链路对功率测量的固定影响；
计算单元，用于计算所述测量模型对参数向量K的雅可比(Jacobi)矩阵B，即：
Figure BDA0002790063650000041
其中，
Figure BDA0002790063650000042
Figure BDA0002790063650000043
α0、β0为参数α、β的估计初值，首次计算时取0；δθ表示角度的微小变化，取值为天线半功率波束宽度的10-3～10-4；
求解单元，用于利用下述公式(6)，求解参数向量K的改正量
Figure BDA0002790063650000044
Figure BDA0002790063650000051
Figure BDA0002790063650000052
(6)式中，[·]|K0表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～I的功率测量数据的权矩阵，K0为向量K的估计初值，首次计算时取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T (37)；
迭代单元，用于判断参数改正量
Figure BDA0002790063650000053
的每个元素的绝对值与设定门限Tol的大小：
若
Figure BDA0002790063650000054
退出迭代，否则，取
Figure BDA0002790063650000055
作为新的初始化值K0，更新计算B、l，得到新的改正量
Figure BDA0002790063650000056
获取单元，用于在迭代结束后，得到参数K的最终估计值
Figure BDA0002790063650000057
Figure BDA0002790063650000058
向量
Figure BDA0002790063650000059
的第1、2元素，分别为参数α、β的最优估计值。
作为一种实现方式，
所述装置还包括：评定单元，用于计算单位权方差
Figure BDA00027900636500000510
Figure BDA00027900636500000511
按照下式计算参数的中误差Σ：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (40)
矩阵Σ对角线的第1、2元素，分别为参数α、β估计值的精度评定。
根据本申请实施例的第三方面，提供一种电子设备，包括处理器、收发器、存储器及存储在存储器上并能够由所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行所述的天线在轨指向标定的数据处理方法的步骤。
根据本申请实施例的第四方面，提供一种存储介质，其上存储由可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现所述的天线在轨指向标定的数据处理方法的步骤。
根据本申请实施例的天线在轨指向标定的数据处理方法及装置、电子设备及存储介质，利用航天器高增益天线方向图信息，采用间接平差算法处理在轨指向标定的实测数据，估计得到天线指向偏差，并评定其精度。本申请实施例数据处理方法适应性更强、计算简单、估计准确、精度客观、收敛迅速，适应于航天器高增益天线在轨指向标定对快速、高精度数据处理及精度评定的需求。
附图说明
图1为本申请实施例提供的航天器高增益天线在轨指向标定相关坐标系示意图；
图2为本申请实施例提供的天线在轨指向标定的数据处理方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的某航天器高增益天线增益等高线图示；
图4为本申请实施例提供的某航天器高增益天线在轨指向(模拟)扫描路径图示；
图5为本申请实施例提供的某航天器高增益天线在轨指向标定(仿真)测量数据图示；
图6为本申请实施例提供的天线在轨指向标定的数据处理装置的组成结构示意图。
具体实施方式
基于前述背景，对航天器高增益天线在轨指向标定的指向误差估计和估计精度评定问题，建立高增益天线在轨指向标定的观测模型，提出了一种利用高增益天线方向图数据，基于间接平差进行参数估计和精度评定的数据处理方法。
本申请实施例的技术方案如下：选取高增益天线扫描坐标系O-θxθy，其原点O为扫描起始点，θx轴、θy轴为高增益天线在空间扫描的两个正交的方向，坐标值表示扫描的角度，如图1所示。由于存在指向误差，天线实际准确指向并不与扫描起始点重合，如图中坐标(α,β)所在的点所示，坐标(α,β)也即待估指向误差。图1中示意性给出了高增益天线方向图等值线，即图中的圆圈线，以及扫描路径示例，即图中纵横坐标轴上的带点线。设高增益天线指向标定期间，地面测控设备在i×dt时刻(dt为采样间隔，i＝1,2,…,I)的功率测量结果为P(i)，通过航天器遥测数据得到的i×dt时刻的扫描角度为[θx(i),θy(i)]。此外，已知高增益天线方向图数据G(X,Y)，X、Y为天线方向图坐标系下的角度，原点为天线法向，坐标轴方向与O-θxθy相同。
基于以上数据，如图2所示，本申请实施例提供一种天线在轨指向标定的数据处理方法的处理流程如下：
步骤201：建立高增益天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (41)
式中vi表示测量误差。在该模型中，参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (42)
其中，C表示链路对功率测量的固定影响。
步骤202：计算步骤101中的天线指向标定测量模型对参数向量K的雅可比(Jacobi)矩阵B，即：
Figure BDA0002790063650000071
其中，
Figure BDA0002790063650000072
Figure BDA0002790063650000073
式中α0、β0为参数α、β的估计初值，第一次计算时可取为0；δθ表示角度的微小变化，建议取为天线半功率波束宽度的10-3～10-4。
步骤203：根据间接平差理论，利用如下公式(6)，求解参数向量K的改正量
Figure BDA0002790063650000081
Figure BDA0002790063650000082
Figure BDA0002790063650000083
式中，[·]|K0表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～I的功率测量数据的权矩阵(I×I方阵)，K0为向量K的估计初值，第一次计算时可取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T (47)
步骤204：对相关参数进行估计，根据判决条件进行迭代计算，直至收敛。判断参数改正量
Figure BDA00027900636500000811
的每个元素的绝对值与门限Tol(根据实际需要设定，参考值为1×10-5)的大小：
1、若
Figure BDA0002790063650000084
退出迭代；
2、若
Figure BDA0002790063650000085
则取
Figure BDA0002790063650000086
作为新的初始化值K0，更新计算步骤202、步骤203中的B、l，从而得到新的改正量
Figure BDA0002790063650000087
迭代结束，得到参数K的最终估计值：
Figure BDA0002790063650000088
向量K的第1、2元素，即参数α、β的最优估计值。
步骤205：对估计的参数进行精度评定，具体包括以下步骤：
计算单位权方差
Figure BDA0002790063650000089
Figure BDA00027900636500000810
按照下式计算参数的中误差Σ：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (50)
该矩阵对角线的第1、2元素，即参数α、β估计值的精度评定。
图3所示为某航天器X频段高增益天线增益等高线图，从图中可以看出：X方向的波束较Y方向的波束略窄，增益最大值为44(dBi)，半功率波束宽度约±0.5°。图4所示为模拟进行在轨指向标定的扫描路径，扫描方式为“十字”扫描，θx、θy方向的扫描范围均为±0.8°，扫描速率设定为0.05°/s，扫描线上相邻点的时间间隔为1s。
设定高增益天线的真实指向偏差为α＝0.15°、β＝-0.20°，常数C取值-80dB。
基于以上场景，模拟生成i×dt(dt＝1.0s，i＝1,2,…,164，即I＝164)时刻的测量数据，包括高增益天线i×dt时刻的扫描角度[θx(i),θy(i)]，地面测控设备在i×dt时刻的功率测量结果P(i)，并在扫描角度θx(i)、θy(i)上添加零均值白噪声(1.0σ＝0.01°)，在功率测量结果P(i)上添加两次(分别代表发射功率波动、链路波动及地面测量噪声)零均值白噪声(1.0σ＝0.2dB)，添加噪声后的测量数据如图5所示。
以下，基于以上模型及相关实测数据，按照如下流程进行本申请实施例的高增益天线在轨指向标定的数据处理，具体为：
Step1：建立高增益天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (11)
式中vi表示测量误差。在该模型中，参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (12)
其中，C表示链路对功率测量的固定影响。
Step2：计算Step1中的天线指向标定测量模型对参数向量K的(Jacobi)矩阵B，即：
Figure BDA0002790063650000091
其中，
Figure BDA0002790063650000092
Figure BDA0002790063650000101
式中α0、β0为参数α、β的估计初值，第一次计算时取为0；δθ表示角度的微小变化，取天线半功率波束宽度(约1°)的10-4，即0.0001°。
Step3：根据间接平差理论，利用如下公式(16)，求解参数向量K的改正量
Figure BDA0002790063650000102
Figure BDA0002790063650000103
Figure BDA0002790063650000104
式中，[·]|K0表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～164的功率测量数据的权矩阵(这里取为164×164单位阵，各测量值等权)，K0为向量K的估计初值，取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T＝[0 0 -79.9433]T (17)
Step4：进行参数估计，根据判决条件进行迭代计算，直至收敛。
根据改正量
Figure BDA0002790063650000105
的计算公式，第一次求解得到
Figure BDA0002790063650000106
设定收敛门限Tol为1×10-5，因
Figure BDA0002790063650000107
取
Figure BDA0002790063650000108
作为新的初始化值K0计算对应新的初始化值的参数改正量。重复上述判断和计算直至第4次迭代计算达到收敛条件，迭代结束，得到参数α、β的最优估计值：
Figure BDA0002790063650000109
Step5：完成精度评定，具体包括：计算单位权方差：
Figure BDA00027900636500001010
按照下式(20)计算参数的中误差：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (20)
基于式(20)得到参数α、β估计值的中误差，其中：
Figure BDA0002790063650000111
本示例中，该高增益天线的指向误差的估计值和真实值的比对情况见表1，表1为某航天器高增益天线的指向误差的估计值和真实值。从表1可以看出，高增益天线的指向误差估计准确，精度评定客观；与真实值相比，估计值的绝对误差在±3.0σ范围内。
参数 估计值 真实值 绝对误差 精度评定1.0σ
α +0.1504° +0.15° +0.0004° 0.0018°
β -0.1938° -0.20° +0.0062° 0.0027°
表1
图6为本申请实施例提供的天线在轨指向标定的数据处理装置的组成结构示意图，如图6所示，本申请实施例提供的天线在轨指向标定的数据处理装置包括：
建立单元60，用于建立航天器天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (51)
其中，时标i＝1,2,…,I，P(i)表示时标i的地面测量功率，vi表示测量误差，θx(i)、θy(i)分别表示时标i的x、y方向扫描角度，G表示天线二维方向图；参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (52)
其中，α、β为天线指向在x、y方向的投影，C表示链路对功率测量的固定影响；
计算单元61，用于计算所述测量模型对参数向量K的雅可比(Jacobi)矩阵B，即：
Figure BDA0002790063650000121
其中，
Figure BDA0002790063650000122
Figure BDA0002790063650000123
α0、β0为参数α、β的估计初值，首次计算时取0；δθ表示角度的微小变化，取值为天线半功率波束宽度的10-3～10-4；
求解单元62，用于利用下述公式(6)，求解参数向量K的改正量
Figure BDA00027900636500001213
Figure BDA0002790063650000124
Figure BDA0002790063650000125
(6)式中，[·]|K0表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～I的功率测量数据的权矩阵，K0为向量K的估计初值，首次计算时取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T (57)；
迭代单元63，用于判断参数改正量
Figure BDA0002790063650000126
的每个元素的绝对值与设定门限Tol的大小：
若
Figure BDA0002790063650000127
退出迭代，否则，取
Figure BDA0002790063650000128
作为新的初始化值K0，更新计算B、l，得到新的改正量
Figure BDA0002790063650000129
获取单元64，用于在迭代结束后，得到参数K的最终估计值
Figure BDA00027900636500001210
Figure BDA00027900636500001211
向量
Figure BDA00027900636500001212
的第1、2元素，分别为参数α、β的最优估计值。
作为一种实现方式，在图6所示的天线在轨指向标定的数据处理装置的基础上，本申请实施例的天线在轨指向标定的数据处理装置还包括：评定单元(图6中未示出)，用于计算单位权方差
Figure BDA0002790063650000131
Figure BDA0002790063650000132
按照下式计算参数的中误差Σ：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (60)
矩阵Σ对角线的第1、2元素，分别为参数α、β估计值的精度评定。
在示例性实施例中，建立单元60、计算单元61、求解单元62、迭代单元63、获取单元64和评定单元等可以被一个或多个中央处理器(CPU，Central Processing Unit)、图形处理器(GPU，Graphics Processing Unit)、基带处理器(BP，Base Processor)、应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、可编程逻辑器件(PLD，Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，MicroController Unit)、微处理器(Microprocessor)、或其他电子元件实现。
在本申请实施例中，图6示出的天线在轨指向标定的数据处理装置中各个单元执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
本申请实施例还记载了一种电子设备，包括处理器、收发器、存储器及存储在存储器上并能够由所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行前述实施例的天线在轨指向标定的数据处理方法的步骤。
本申请实施例还记载了一种存储介质，其上存储由可执行程序，所述可执行程序被处理器执行前述实施例的天线在轨指向标定的数据处理方法的步骤。
应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
以上所述，仅为本发明的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种天线在轨指向标定的数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：
建立航天器天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (1)
其中，时标i＝1,2,…,I，P(i)表示时标i的地面测量功率，vi表示测量误差，θx(i)、θy(i)分别表示天线在时标i的x、y方向扫描角度，G表示天线二维方向图；参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (2)
其中，α、β为天线指向在x、y方向的投影，C表示链路对功率测量的固定影响；
计算所述测量模型对参数向量K的雅可比(Jacobi)矩阵B，即：
Figure FDA0002790063640000011
其中，
Figure FDA0002790063640000012
Figure FDA0002790063640000013
α0、β0为参数α、β的估计初值，首次计算时取0；δθ表示角度的微小变化，取值为天线半功率波束宽度的10-3～10-4；
利用下述公式(6)，求解参数向量K的改正量
Figure FDA0002790063640000016
Figure FDA0002790063640000014
Figure FDA0002790063640000015
(6)式中，
Figure FDA00027900636400000210
表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～I的功率测量数据的权矩阵，K0为向量K的估计初值，首次计算时取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T (7)
判断参数改正量
Figure FDA0002790063640000021
的每个元素的绝对值与设定门限Tol的大小：
若
Figure FDA0002790063640000022
退出迭代，否则，取
Figure FDA0002790063640000023
作为新的初始化值K0，更新计算B、l，得到新的改正量
Figure FDA0002790063640000024
迭代结束后，得到参数K的最终估计值
Figure FDA0002790063640000025
Figure FDA0002790063640000026
向量
Figure FDA0002790063640000027
的第1、2元素，分别为参数α、β的最优估计值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
计算单位权方差
Figure FDA0002790063640000028
Figure FDA0002790063640000029
按照下式计算参数的中误差Σ：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (10)
矩阵Σ对角线的第1、2元素，分别为参数α、β估计值的精度评定。
3.一种天线在轨指向标定的数据处理装置，其特征在于，所述装置包括：
建立单元，用于建立航天器天线指向标定测量模型，如下：
P(i)+vi＝G[θx(i)-α,θy(i)-β]+C (11)
其中，时标i＝1,2,…,I，P(i)表示时标i的地面测量功率，vi表示测量误差，θx(i)、θy(i)分别表示天线在时标i的x、y方向扫描角度，G表示天线二维方向图；参数α、β、C构成参数向量K：
K＝[α β C]T (12)
其中，α、β为天线指向在x、y方向的投影，C表示链路对功率测量的固定影响；
计算单元，用于计算所述测量模型对参数向量K的雅可比(Jacobi)矩阵B，即：
Figure FDA0002790063640000031
其中，
Figure FDA0002790063640000032
Figure FDA0002790063640000033
α0、β0为参数α、β的估计初值，首次计算时取0；δθ表示角度的微小变化，取值为天线半功率波束宽度的10-3～10-4；
求解单元，用于利用下述公式(6)，求解参数向量K的改正量
Figure FDA00027900636400000313
Figure FDA0002790063640000034
Figure FDA0002790063640000035
(6)式中，
Figure FDA00027900636400000314
表示计算[·]在K0处的结果，W为时标1～I的功率测量数据的权矩阵，K0为向量K的估计初值，首次计算时取值如下：
K0＝[α0 β0 C0]T＝[0 0 max[P(i)]-max(G)]T (17)；
迭代单元，用于判断参数改正量
Figure FDA0002790063640000036
的每个元素的绝对值与设定门限Tol的大小：
若
Figure FDA0002790063640000037
退出迭代，否则，取
Figure FDA0002790063640000038
作为新的初始化值K0，更新计算B、l，得到新的改正量
Figure FDA0002790063640000039
获取单元，用于在迭代结束后，得到参数K的最终估计值
Figure FDA00027900636400000310
Figure FDA00027900636400000311
向量
Figure FDA00027900636400000312
的第1、2元素，分别为参数α、β的最优估计值。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：评定单元，用于计算单位权方差
Figure FDA0002790063640000041
Figure FDA0002790063640000042
按照下式计算参数的中误差Σ：
Σ＝σ0(BTWB)-1 (20)
矩阵Σ对角线的第1、2元素，分别为参数α、β估计值的精度评定。
5.一种电子设备，包括处理器、收发器、存储器及存储在存储器上并能够由所述处理器运行的可执行程序，所述处理器运行所述可执行程序时执行如权利要求1或2所述的天线在轨指向标定的数据处理方法的步骤。
6.一种存储介质，其上存储由可执行程序，所述可执行程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所述的天线在轨指向标定的数据处理方法的步骤。
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