[發明專利]雙通道跟蹤系統對地校相方法

有效

• 申請號: 201210011246.X
• 申請日: 2012-01-15
• 公開（公告）號: CN102680953A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 蘇勛;席文君
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明屬于飛行器測控、衛星通信、雷達技術領域，雙通道單脈沖體制角跟蹤系統中的和差相位不一致性的校正方法。?

背景技術

和差雙通道單脈沖技術自上世紀50年代提出以來，因其具有跟蹤精度高、設備簡單、可靠性高、角誤差解調性能優良、容易實現等優點，已經在精密跟蹤測量雷達中得到了廣泛應用，但雙通道單脈沖體制所固有的和差相位不一致的技術難題長期以來一直未得到解決。在實際的工程研制過程中，饋源網絡在圓極化合成、方位/俯仰信號正交度、和差通道隔離度的實現上無法做到與理論值一樣的理想結果；同時，高頻接收信道中的和差鏈路在電路連接、電磁兼容、單元電路非線性、頻率響應、群時延穩定性等性能的實現上也無法做到與理論值完全相同。上述兩項工程誤差都將導致雙通道跟蹤系統出現和、差通道之間相位上的不一致、產生和差通道之間的交叉耦合現象，這將對雙通道系統的角度跟蹤性能產生嚴重影響，是主要的誤差來源。其影響主要體現在天線跟蹤不穩定、伺服系統收斂性能惡化（收斂速度下降，位置環無法收斂、乃至天線飛車）、測角隨機誤差增大等幾個方面。另外，跟蹤極化方向、工作頻率、氣候和環境溫度變化、時間漂移、鏈路組合等因素也會引起和差通道相位差值的變化。因此，要實現對目標的可靠捕獲與跟蹤，必須對雙通道跟蹤系統的和差相位一致性進行定期地標校檢查，通常也叫相位標校（簡稱校相）。?

近年來新建設的地面雷達、測控站不允許建設標校塔，要求采用無塔標校方案。學術界先后提出了動態校相、射電星校相、衛星校相、近場校相、偏饋輔助校相、分段校相等多種相位校準方案；經過試驗探索、驗證，有的可行、有的方案則不可行。其中：?

1、標校塔校相。適用于成熟地面站，利用站內已有的標校塔架設信標（含天線）產生下行跟蹤信號，完成角跟蹤系統的和差相位一致性檢查與校正，技術成熟，校相精度高，國內外已經在工程中應用多年。方案缺點是需要建設專用標校塔，并要滿足距離和最低仰角要求，基建經費高、成本昂貴、建設難度大。

2、快速校相。它是一種根據數字引導（或程序跟蹤）信息對任務目標進行跟蹤的同時、完成相位標校的方案。校相過程簡單、快捷，校相過程只需幾秒鐘即可完成，在多個地面站都采用過，實施效果良好。?

但快速校相在應用方面具有很大的局限性。該方法要求軌道預報準確、確保目標能進入天線主波束以內，目標運動速度不能太快、產生的角誤差電壓相對穩定、跟蹤仰角不能太高，并且校相頻點需要與目標完全一致。該方法適用于地面站對衛星的長管任務。對于具有主動段測控任務、導彈靶場測控、國際聯網測控、空間探測一類的地面站來說，不能采用快速校相方案。?

3、射電星校相。該方案選擇銀河系中已有的射電源作為輻射源，根據射電星的軌道預報結果進行程序跟蹤，利用地面接收系統寬帶接收噪聲源時激勵產生的電信號完成雙通道跟蹤相位的校正。根據射電源的輻射通量密度大小，適合校相使用的射電星有仙后座A、金牛座A、天鵝座A等可以視為點輻射源的星座。采用射電星法校相，操作簡便、標校精度較高，國外上世紀70年代已成功應用。該方案的主要缺點是受氣象條件影響嚴重、成功率很低，且不適用于15m以下口徑天線跟蹤系統的相位校正（G/T值太低，信號電平太弱）。?

4、衛星標校。建立我國軍/民用標校衛星系統、或利用已有的地球同步軌道衛星、中/低軌道衛星資源進行地面測控系統（含雷達）的日常標校檢查，是未來測控技術發展的必然趨勢。美國、俄羅斯、歐洲的標校衛星系統已經運行多年。我國的標校衛星系統、無人機標校系統尚處于立項論證階段，“十二五”末才能建成并投入使用。對于當前正在建設的新型測控系統，只能采用地球同步、或太陽同步軌道衛星進行系統標校。由于衛星工作頻點固定，地面跟蹤接收機校出來的和差相位值也是對應于該頻點下的相位數據。根據靶場多年以來的應用經驗積累，角跟蹤系統的和差通道相位差與工作頻率之間沒有固定的規律可循。因此，衛星校相方法適用于成熟的在軌飛行器的日常管理，而不適用于新型號、新體制、新頻點測控任務的地面支持。?