[發(fā)明專利]無線鏈路聯(lián)合解算擴(kuò)頻測控設(shè)備零值方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811483257.1
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109581447B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐茂格;董光亮;張國亭;劉保國;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所）
• 主分類號: G01S19/42
• 分類號: G01S19/42;G01S19/22;H04B7/185
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 古波

本發(fā)明公開的一種多無線鏈路聯(lián)合解算擴(kuò)頻測控設(shè)備零值方法，旨在提供一種高精度的擴(kuò)頻測控設(shè)備零值標(biāo)定方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：首先通過大地測量設(shè)備分別測量地面測控設(shè)備天線相位中心與衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)天線相位中心、地面測控設(shè)備相位中心與校零變頻設(shè)備天線相位中心、衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)天線相位中心與校零變頻設(shè)備天線相位中心之間的距離；分別完成地面測控設(shè)備與應(yīng)答機(jī)、地面測控設(shè)備與校零變頻設(shè)備、應(yīng)答機(jī)與校零變頻設(shè)備三條無線鏈路之間的擴(kuò)頻測距；以三條無線鏈路之間的擴(kuò)頻測距構(gòu)建三個距離測量的觀測方程，利用三個距離測量的觀測方程聯(lián)合解算地面測控設(shè)備零值、校零變頻設(shè)備、應(yīng)答機(jī)零值，得到擴(kuò)頻測控設(shè)備高精度的設(shè)備零值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于多無線鏈路聯(lián)合解算的高精度擴(kuò)頻測控設(shè)備零值測量方法。

背景技術(shù)

高軌衛(wèi)星高精度定位要求測控設(shè)備(包括地面測控設(shè)備和衛(wèi)星應(yīng)答機(jī))測距零值標(biāo)定達(dá)到厘米量級。隨著航天任務(wù)對定位精度的要求日益提高，應(yīng)答機(jī)和地面站的零值準(zhǔn)確性成為設(shè)備的重要指標(biāo)。因為應(yīng)答機(jī)和地面站的零值不準(zhǔn)確，會直接導(dǎo)致航天器定位精度的下降。如果在研制階段，沒有對應(yīng)答機(jī)和地面站的設(shè)備零值進(jìn)行精確的測量，那么在飛行過程中，零值的變化均反映為距離的誤差。所以，在設(shè)備研制、地面試驗驗證階段，需要對擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)、測控地面站的設(shè)備零值進(jìn)行地面高精度標(biāo)定。目前擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)、測控地面站的零值要求一般為3m左右，后續(xù)任務(wù)要求標(biāo)定精度達(dá)到厘米量級。

在測控系統(tǒng)中，上行測距支路工作過程可分為兩部分，一是地面上行測距信號生成及發(fā)射，由地面測控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)；二是星上測距信號接收及解調(diào)，由星載應(yīng)答機(jī)來實(shí)現(xiàn)。上行信號形式是BPSK調(diào)制的擴(kuò)頻信號，具有載波被抑制的特性，射頻信號由RF單元的接收支路進(jìn)入擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)的接收通道，完成低噪聲放大、下變頻、中頻濾波、中頻信號放大和AGC控制。中頻信號用于數(shù)字基帶的A/D采樣，經(jīng)A/D采樣后的數(shù)字序列在數(shù)字基帶內(nèi)完成偽碼捕獲與跟蹤、載波恢復(fù)與跟蹤，解擴(kuò)。下行測距鏈路工作過程與上行測距工作過程相似，下行測距鏈路工作過程也可分為兩部分，一是星上下行測距信號調(diào)制及發(fā)射，由星載應(yīng)答機(jī)來實(shí)現(xiàn)，二是地面測距信號接收及解調(diào)，由地面測控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。擴(kuò)頻測控系統(tǒng)上、下行測量信號采用測量幀結(jié)構(gòu)，幀內(nèi)所傳信息是測距信息，上行測量幀可不調(diào)制信息，僅用于解距離模糊。測距精度取決于測距支路偽碼碼元寬度和信號能量，無模糊距離取決于上行幀周期，數(shù)據(jù)采樣率取決于下行測量幀頻率。測距測量結(jié)果由三個部分組成：空間距離R、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)零值、測控地面站零值，其中，空間距離R是航天器飛行過程中實(shí)時測量的結(jié)果，雙程距離需要在測量結(jié)果的基礎(chǔ)上減去擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)、測控地面站的設(shè)備零值。設(shè)備零值一般于航天器任務(wù)前在地面進(jìn)行標(biāo)校，而飛行過程中擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)的零值、測控地面站的零值均作為已知量，直接扣除。

對應(yīng)答機(jī)來說，傳統(tǒng)的距離零值測量通常采用分段測量方法，分段測量應(yīng)答機(jī)單機(jī)、饋線、天線等設(shè)備零值，分段測量帶來的誤差不可控，通常在米量級。對大口徑地面測控系統(tǒng)來說，同樣面臨測距零值高精度測量難題。綜上目前缺乏應(yīng)答機(jī)和地面測控設(shè)備零值高精度測量方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述航天擴(kuò)頻測控設(shè)備高精度測距零值測量中存在的問題，提供一種高精度的多無線鏈路聯(lián)合解算擴(kuò)頻測控設(shè)備零值測量方法。

本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到。一種多無線鏈路聯(lián)合解算擴(kuò)頻測控設(shè)備零值方法，其特征在于包括如下步驟：在地面站與應(yīng)答機(jī)、地面站與校零變頻兩條測距鏈路之外，構(gòu)建一條應(yīng)答機(jī)與校零變頻的測距鏈路；然后通過大地測量設(shè)備分別測量地面測控設(shè)備天線相位中心與衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)天線相位中心、地面測控設(shè)備相位中心與校零變頻設(shè)備天線相位中心、衛(wèi)星應(yīng)答機(jī)天線相位中心與校零變頻設(shè)備天線相位中心之間的距離；分別完成地面測控設(shè)備與應(yīng)答機(jī)、地面測控設(shè)備與校零變頻設(shè)備、應(yīng)答機(jī)與校零變頻設(shè)備三條無線鏈路之間的擴(kuò)頻測距；以三條無線鏈路之間的擴(kuò)頻測距構(gòu)建三個測距觀測方程，利用三個測距觀測方程聯(lián)合解算地面測控設(shè)備零值、校零變頻設(shè)備、應(yīng)答機(jī)零值，得到擴(kuò)頻測控設(shè)備高精度設(shè)備零值。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果。