[發(fā)明專利]一種導航衛(wèi)星信號質(zhì)量在軌優(yōu)化與保持方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010045804.9
• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111190197B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宿晨庚;劉旭楠;郭樹人
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63921部隊;自然資源部海洋減災中心
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23;G01S19/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種導航衛(wèi)星信號質(zhì)量在軌優(yōu)化與保持方法，包括：S1、利用地面大口徑天線或星上高速采樣設(shè)備采集導航衛(wèi)星信號，分別判斷信號質(zhì)量是否需要優(yōu)化；S2、根據(jù)所述步驟S1結(jié)果和獲得的數(shù)據(jù)，若信號質(zhì)量需要優(yōu)化，利用實測信號和理想仿真信號反演導航衛(wèi)星發(fā)射通道特性；S3、優(yōu)化衛(wèi)星發(fā)射通道預失真濾波器，對實際發(fā)射通道非理想特性進行補償；S4、將所述步驟S3得到的預失真參數(shù)上注或反饋至導航衛(wèi)星。本發(fā)明的方法可實現(xiàn)星地協(xié)同信號質(zhì)量優(yōu)化和衛(wèi)星自主信號質(zhì)量優(yōu)化，通過采集衛(wèi)星發(fā)射信號，反演和補償衛(wèi)星發(fā)射通道特性，可有效改善在軌導航衛(wèi)星的空間信號質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于衛(wèi)星導航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種導航衛(wèi)星信號質(zhì)量在軌優(yōu)化與保持方法。

背景技術(shù)

導航衛(wèi)星是全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)提供服務的載體，是決定系統(tǒng)使用性能和用戶體驗的主要因素，將影響用戶使用成本和市場應用前景。為了適應應用領(lǐng)域擴展和全球市場競爭，滿足高精度、高完好、高可用、互操作、頻譜分離等新需求，各GNSS系統(tǒng)在傳統(tǒng)導航信號基礎(chǔ)上紛紛開展信號現(xiàn)代化升級。現(xiàn)代化導航信號帶寬更寬、分量更多，導航衛(wèi)星需要實現(xiàn)多頻多分量信號恒包絡(luò)復用播發(fā)，對衛(wèi)星通道特性和信號質(zhì)量精準控制提出較高的要求。

通常情況下，導航衛(wèi)星在發(fā)射前需要對發(fā)射通道特性進行優(yōu)化設(shè)計和測試標定，以確保衛(wèi)星出廠信號質(zhì)量。衛(wèi)星發(fā)射在軌運行后，利用地面觀測手段進行空間信號質(zhì)量監(jiān)測和評估，一般側(cè)重于定性評估，以發(fā)現(xiàn)問題為主。但是，隨著衛(wèi)星在軌時間的增加，由于器部件老化或其他未知原因可能影響發(fā)射通道幅頻相頻特性，發(fā)射通道出現(xiàn)非理想失真，進而導致導航衛(wèi)星空間信號質(zhì)量較出廠階段發(fā)生惡化，造成偽距偏差或服務精度的降低。傳統(tǒng)的地面分析手段不能有效介入或控制在軌導航衛(wèi)星信號質(zhì)量惡化的問題。因此，有必要尋求合適的方法解決導航衛(wèi)星全壽命周期信號質(zhì)量優(yōu)化問題，以保障GNSS系統(tǒng)服務滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種導航衛(wèi)星信號質(zhì)量在軌優(yōu)化與保持方法，解決導航衛(wèi)星發(fā)射通道發(fā)生未知的非線性失真及在軌工作全壽命周期內(nèi)信號質(zhì)量維護的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種導航衛(wèi)星信號質(zhì)量在軌優(yōu)化與保持方法，包括：

S1、利用地面大口徑天線或星上高速采樣設(shè)備采集導航衛(wèi)星信號，分別判斷信號質(zhì)量是否需要優(yōu)化；

S2、根據(jù)所述步驟S1結(jié)果和獲得的數(shù)據(jù)，若信號質(zhì)量需要優(yōu)化，利用實測信號和理想仿真信號反演導航衛(wèi)星發(fā)射通道特性；

S3、優(yōu)化衛(wèi)星發(fā)射通道預失真濾波器，對實際發(fā)射通道非理想特性進行補償；

S4、將所述步驟S3得到的預失真參數(shù)上注或反饋至導航衛(wèi)星。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述方法還包括：S5、利用空間信號質(zhì)量分析系統(tǒng)評估上注前后的信號質(zhì)量優(yōu)化效果。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在所述步驟S1中，所述高速采樣設(shè)備包括地面采樣設(shè)備或星上采樣設(shè)備，地面采樣設(shè)備由地面高增益大口徑天線和高速射頻采樣設(shè)備連接組成，接收導航無線電信號，用于星地協(xié)同信號質(zhì)量優(yōu)化；

所述星上采樣設(shè)備連接衛(wèi)星發(fā)射天線前射頻信號輸出端口，用于衛(wèi)星自主信號質(zhì)量優(yōu)化。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，在所述步驟S2中，導航衛(wèi)星發(fā)射通道特性反演以理論仿真信號為輸入，實際采集信號為輸出，結(jié)合信號特性采用脈沖響應法、譜分析法或最小二乘法獲取衛(wèi)星發(fā)射通道的幅頻相頻傳輸特性。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，若采用地面采樣設(shè)備用于星地協(xié)同信號質(zhì)量優(yōu)化，在所述步驟S2中，還需扣除星地空間傳輸通道特性和接收機通道特性的影響。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述星地空間傳輸通道特性通過電離層模型對傳輸鏈路精確建模，接收機通道特性通過矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀來精確測量接收系統(tǒng)的幅頻、相頻和群時延特性。