[發(fā)明專利]星載單星測頻無源定位接收機試驗方法

有效

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• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111337955B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設計）人: 李獻斌;王建;曹璐;范廣騰;冉德超;楊志璽
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01S19/23
• 分類號: G01S19/23
• 代理公司: 北京奧文知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11534
• 代理人: 張文;苗麗娟

本發(fā)明公開了一種星載單星測頻無源定位接收機試驗方法。該方法包括步驟：仿真計算衛(wèi)星多個歷元時刻的位置和速度；給定信號源的位置和發(fā)射頻率，計算每個歷元時刻所對應的衛(wèi)星與信號源之間的多普勒頻率；信號源向星載單星測頻無源定位接收機發(fā)射包括有歷元時刻信息的信號；星載單星測頻無源定位接收機接收并解析信號源信號，獲取多普勒頻率和歷元時刻信息；計算信號源的位置；基于信號源的位置給定值和位置計算值，計算確定星載單星測頻無源定位接收機的定位精度。本發(fā)明的星載單星測頻無源定位接收機試驗方法通過采用實物試驗與仿真技術相結合的方式構建星載單星測頻無源定位接收機的試驗環(huán)境，能夠復現(xiàn)接收機在軌處理流程，完成接收機試驗。

技術領域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星定位技術領域，具體涉及一種星載單星測頻無源定位接收機試驗方法。

背景技術

單星測頻無源定位技術指的是利用星載單星測頻無源定位接收機測量所獲得信號的多普勒頻率來確定信號源位置的一種衛(wèi)星定位技術。目前，單星測頻無源定位系統(tǒng)只需要一顆衛(wèi)星就可實現(xiàn)對信號源的定位，其定位精度通常為公里級。雖然，單星測頻無源定位系統(tǒng)的定位精度不高，但相較于現(xiàn)有的全球導航系統(tǒng)，具有實現(xiàn)簡單、建設成本低和周期短等優(yōu)點，仍有廣泛的應用，例如國際極低軌道搜救衛(wèi)星系統(tǒng)COSPAS-SARSAT、美國低軌氣象衛(wèi)星系統(tǒng)NOAA和海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)ARGOS均采用了單星測頻無源定位系統(tǒng)等。

星載單星測頻無源定位接收機安裝在衛(wèi)星平臺上，用于在軌計算信號源的位置。目前，為了保證基于單星測頻無源定位技術的衛(wèi)星能夠在軌計算信號源的位置，并提高定位精度和實時性，衛(wèi)星在發(fā)射之前需要對星載單星測頻無源定位接收機進行充分的性能試驗。現(xiàn)有的星載單星測頻無源定位接收機的性能試驗方法主要有基于地面處理中心的試驗方法、基于在軌運行的試驗方法和全虛擬仿真試驗方法。

發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：

基于地面處理中心的試驗方法中單星測頻無源定位算法的運行在地面處理中心，缺少單星測頻無源定位算法在衛(wèi)星平臺上的驗證，無法充分驗證星載單星測頻無源定位接收機的性能；基于在軌運行的試驗方法存在較大的風險，當在衛(wèi)星平臺運行的單星測頻無源定位算法存在缺陷時，會導致在軌運行出現(xiàn)問題；由于星載單星測頻無源定位接收機的性能與信號源的頻率穩(wěn)定度、發(fā)射頻率的準確度和頻率測量精度等相關，現(xiàn)有的全虛擬仿真試驗方法無法充分驗證星載單星測頻無源定位接收機的性能。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述現(xiàn)有技術中存在的技術問題，本發(fā)明提供一種星載單星測頻無源定位接收機試驗方法，通過采用實物試驗與仿真技術相結合的方式構建星載單星測頻無源定位接收機的試驗環(huán)境，能夠復現(xiàn)星載單星測頻無源定位接收機在軌處理流程，完成對星載單星測頻無源定位接收機的功能和性能試驗。

為此，本發(fā)明公開了一種星載單星測頻無源定位接收機試驗方法，所述方法包括如下內(nèi)容：

仿真計算衛(wèi)星在軌運行時的多個歷元時刻的位置和速度，對每個歷元時刻的位置和速度添加設定的誤差值后存儲在星載單星測頻無源定位接收機內(nèi)；

給定信號源的位置和發(fā)射頻率，計算每個歷元時刻所對應的衛(wèi)星與信號源之間的多普勒頻率，并將每個多普勒頻率及其對應的歷元時刻存儲在信號源內(nèi)；

信號源讀取存儲的多普勒頻率及其對應的歷元時刻，根據(jù)讀取的多普勒頻率調(diào)整信號的載波頻率后向星載單星測頻無源定位接收機發(fā)射包括有歷元時刻信息的信號；

星載單星測頻無源定位接收機接收并解析信號源信號，獲取多普勒頻率和歷元時刻信息；

星載單星測頻無源定位接收機根據(jù)獲取的歷元時刻信息讀取存儲的衛(wèi)星的位置和速度，并結合獲取的多普勒頻率計算信號源的位置；

基于信號源的位置給定值和位置計算值，計算確定星載單星測頻無源定位接收機的定位精度。