[發(fā)明專利]一種衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道零值的標定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210168771.2
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102694609A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔小準;李懿;劉安邦;聶欣;孫進
• 申請（專利權(quán)）人: 北京空間飛行器總體設(shè)計部
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B7/185;H04B1/7073
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道的標定方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可發(fā)送高精度、全天時、全天候的導(dǎo)航、定位和授時信息，是當今國民經(jīng)濟和國防建設(shè)不可或缺的重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。為了建立獨立自主的中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，避免受制于人的局面，我國正在加速進行衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)研制建設(shè)。從2000年開始，我國已經(jīng)完成了第一代北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)建立，該系統(tǒng)采用RDSS(Radio?Determination?Satellite?Service衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù))工作模式，并在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。此外，授時系統(tǒng)中常常采用衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)器進行監(jiān)測站和授時中心站之間的時間傳遞和校準，衛(wèi)星的通道設(shè)備時延是整個鏈路傳遞的一個組成部分，在授時系統(tǒng)投入使用中必須進行通道零值標定。通道的零值標定精度將直接影響RDSS業(yè)務(wù)用戶的測距精度和時間傳遞精度。

目前，對于頻率變換的通道零值標定，主要采用以下兩種方法：

(1)基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的方法。該方法采用矢量混頻器校準技術(shù)，該技術(shù)為安捷倫公司(Agilent)發(fā)明，它采用校準混頻器對基于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的測試系統(tǒng)進行校準。這種方法需要轉(zhuǎn)發(fā)器自身提供本振信號，而且需要與待測轉(zhuǎn)發(fā)器輸入/輸出對應(yīng)頻率變換關(guān)系的高精密時延校準變頻器。

(2)基于載波調(diào)制的方法。該方法適應(yīng)于轉(zhuǎn)發(fā)器無法給測試和時延標定系統(tǒng)提供本振信號的情況。當調(diào)制信號頻率遠小于載波頻率，即可以滿足窄帶假設(shè)時，包絡(luò)時延就可以近似表示群時延。調(diào)制法是通過由一個較低頻率正弦波基帶信號對射頻載波調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)或調(diào)相(PM)實現(xiàn)的。轉(zhuǎn)發(fā)器輸入射頻在一段頻率上進行掃頻，轉(zhuǎn)發(fā)器輸出信號被解調(diào)，將解調(diào)信號的相位和原來的基帶信號的相位比較，從而得到通道各頻率點的時延。該方法所得到的時延為傳輸通帶內(nèi)各頻率點的絕對時延，不能準確反映RDSS通道傳輸特定RDSS業(yè)務(wù)擴頻信號的通道零值。

文獻《基于擴頻信號的群時延測量方法研究》(《現(xiàn)代電子技術(shù)》2010年第1期總地312期pp8～11，作者：沙海、朱祥維、張國柱、孫廣富)提出一個采用擴頻信號相關(guān)的群時延測試方法，但是該方法要求被測件的輸入輸出必須同頻，而無線電測定業(yè)務(wù)通道的輸入和輸出頻點不同，因此該方法不能用于無線電測定業(yè)務(wù)通道零值標定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種操作簡便、標定精度高、能準確反映傳輸特定RDSS業(yè)務(wù)擴頻信號的通道零值標定方法。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：一種衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道零值的標定方法，步驟如下：

(1)采用信號源產(chǎn)生衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)的擴頻信號，將擴頻信號功分成兩路，一路擴頻信號送入第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，另一路擴頻信號通過衰減器衰減后送入衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道，衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道的輸出信號通過衰減器衰減后送入第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器，兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器使用同一參考時鐘同步采樣數(shù)據(jù)；

(2)對于兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出，分別從相同位置截取相同數(shù)目的樣本點，并對樣本點分別進行希爾伯特變換形成兩個復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)組；樣本點從截取位置開始利用正整數(shù)順序編號；

(3)對于兩個復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)組，以其中一個復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)組作為參考數(shù)組，參考數(shù)組的中心頻率為參考頻率，另外一個復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)組作為處理數(shù)組，處理數(shù)組的中心頻率為處理頻率；通過載波旋轉(zhuǎn)器，以參考頻率與處理頻率的頻率差f_c為中心，步進量為f_t，在±Δf范圍內(nèi)生成掃頻點對處理數(shù)組進行載波旋轉(zhuǎn)，其中步進量ft取不大于500Hz的固定值，Δf取不大于5kHz的固定值；

(4)每進行一次載波旋轉(zhuǎn)，就將參考數(shù)組和載波旋轉(zhuǎn)后的處理數(shù)組分別進行傅立葉變換后共軛相乘，并將相乘的結(jié)果進行逆傅立葉變換；

(5)對所有掃頻點載波旋轉(zhuǎn)后再經(jīng)逆傅立葉變換所得到時域數(shù)據(jù)幅度求平方值并搜索峰值，確定峰值點對應(yīng)的樣本點序號值；

(6)峰值點對應(yīng)的樣本點序號值乘以采樣周期，然后再減去連接電纜、衰減器、功分器的時延，就得到了衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道的零值。

所述步驟(1)中第一模數(shù)轉(zhuǎn)換器和第二模數(shù)轉(zhuǎn)換器的采樣時鐘頻率均為衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)通道輸入擴頻信號或者輸出擴頻信號中最高頻率的兩倍以上。

所述步驟(2)中采樣數(shù)據(jù)的截取長度L取值為之間的一個整數(shù)，其中N為衛(wèi)星無線電測定業(yè)務(wù)信號中一個偽隨機碼周期內(nèi)所包含的采樣點數(shù)目，L_code為一個偽隨機碼周期內(nèi)所包含的碼片個數(shù)，而且L＝2^k，k為一個整數(shù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于：