[發明專利]一種導航衛星信號和電文自主一體化監測系統及方法

有效

• 申請號: 202010147161.9
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111308513B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發明（設計）人: 李光;董日昌;沈苑;陸新穎;戴永珊;任前義;龔文斌;張軍;張健
• 申請（專利權）人: 中國科學院微小衛星創新研究院;上海微小衛星工程中心
• 主分類號: G01S19/20
• 分類號: G01S19/20
• 代理公司: 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 李鏑的

本發明公開一種導航衛星信號和電文自主一體化監測系統及方法，包括：上注信號監測模塊，電文生成和比對模塊，小功率導航信號監測模塊，大功率導航信號監測模塊以及健康判決和處理單元。通過上注信號監測模塊，電文生成和比對模塊，小功率導航信號監測模塊以及大功率導航信號監測模塊，進行上注接收子系統的完好性、信息處理子系統及大功率子系統的電文及信號完好性監測。最終，通過健康判決和處理單元，根據上注接收子系統的完好性、信息處理子系統及大功率子系統的電文及信號完好性監測結果，進行故障定位。

技術領域

本發明涉及導航衛星技術領域，特別涉及導航衛星信號和電文自主一體化監測技術。

背景技術

導航衛星是一種用于提供無線導航信號和導航信息的人造衛星，其為用戶提供導航、定位及授時服務。導航衛星系統的定位精度高，服務范圍廣，可提供全天時、全天候、連續的導航定位服務，已成為時空定位領域的國家重大基礎設施，是大國地位和戰略利益重要支撐。

載荷分系統是導航衛星提供導航服務的主載荷，其接收地面運控上注的導航信息，并將導航信息調制到下行導航信號發送至地面，供地面用戶進行定位解算。載荷分系統包括：

時頻子系統，用于提供高精度的時頻基準和其它子系統所需要的時頻信號，包括主鐘、備鐘、基頻處理機、頻率合成器等單機；

上注接收子系統，用于完成地面運控系統發送的上行注入接收，并解調出導航信息及參數；

信息處理子系統，用于處理上行注入子系統解調出的指令和參數，并根據指令要求進行相應的處置，另外可生成小功率的下行導航信號，并將地面上注的導航信息按照特定格式調制到導航信號上；以及

大功率子系統，用于將小功率的下行導航信號進行功率放大，并通過下行天線將下行導航信號發送至地面。

由于導航服務的特殊性，導航衛星具有高可靠性、高連續性要求。提高自主健康管理水平是導航衛星提供高可靠性、連續性的重點發展方向之一。而載荷分系統的信號和電文的完好性監測是導航衛星在軌運行的自主健康管理的最重要的內容。

傳統的基于地面的遙測的完好性判斷方法，因為受限于遙測通道容量遙測數據，很多故障無法直接確定故障單機，同時故障判斷所需時間長，這就使得故障恢復時間長，進而影響導航衛星的可用性及連續性。目前也有部分研究提供了一些衛星自主完好性的監測方案，但這些方案無法實現全系統監測和系統內的單機級定位。

發明內容

針對導航衛星高可用性、高連續性的要求，本發明提供一種導航衛星信號和電文自主一體化監測系統及方法，以實現載荷涉及的與信號和電文直接相關的各子系統故障的逐級定位。

一種導航衛星信號和電文自主一體化監測系統，包括：

綜合監測單元，用于監測上行導航信號、下行導航信號以及電文的完好性，包括：

上注信號監測模塊，用于上行注入信號的測距和信息解調，得到參考測距值，所述參考測距值用于上注接收子系統的完好性監測；電文生成和比對模塊，用于執行以下動作：

接收來自上注接收子系統的電文信息，并根據上注信息生成下行導航電文；

接收信息處理子系統發送的導航電文信息；

接收小功率導航信號監測模塊解調出的下行導航電文；以及

比對所述根據上注信息生成的下行導航電文、所述信息處理子系統發送的導航電文信息以及所述小功率導航信號監測模塊解調出的下行導航電文；