[發明專利]一種高軌SAR衛星精密定軌系統

在審

• 申請號: 202011022775.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112305575A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 張慶君;舒衛平;王振興;趙秉吉;張和芬;唐治華;鄭世貴;劉立平
• 申請（專利權）人: 北京空間飛行器總體設計部
• 主分類號: G01S19/45
• 分類號: G01S19/45
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高會允

1.一種高軌SAR衛星精密定軌系統，其特征在于，包括高軌GNSS導航子系統、地基測距子系統以及靜電懸浮加速度計子系統；

所述高軌GNSS導航子系統包括互為冷備份的2臺導航接收機、互為熱備份的2副導航接收天線、2臺前置放大器、功分器以及射頻電纜；2副導航接收天線分別對應連接2臺前置放大器；每個前置放大器將對應導航接收天線捕獲的信號進行信號放大后通過功分器及射頻電纜分別送入2臺導航接收機；所述功分器內部有兩路完全獨立的射頻信號處理通道；

所述靜電懸浮加速度計子系統用于測量航天器受到的加速度；

所述地基測距子系統包括Ka波段擴頻測距模塊以及激光測距模塊；

所述Ka波段擴頻測距模塊包括非相干擴頻體制的2臺Ka波段擴頻測距應答機、2副Ka波段對地天線、測控波導組件；2副Ka波段對地天線分別通過測控波導組件對應連接2臺Ka波段擴頻測距應答機；其中2臺Ka波段擴頻測距應答機為同頻冷備份關系；所述Ka波段對地天線采用收、發共用方式，左旋圓極化接收以及右旋圓極化發射；

所述激光測距模塊包括激光反射器。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，所述導航接收機包括電源板、2個導航信息處理板、射頻板以及電源板；

所述電源板包括主電源模塊、備份電源模塊、DC－DC變換模塊、電壓遙測模塊、開關指令處理電路模塊；所述DC－DC變換模塊用于完成一次電源母線保護，一次電源到二次電源變換；所述電壓遙測模塊用于電壓遙測；所述主電源模塊和所述備份電源模塊互為熱備份；

射頻板包括射頻模塊與時頻模塊，射頻模塊對導航接收天線輸入的信號進行分路，然后將分路后的信號送給導航信息處理板；時頻模塊完成導航信息處理板參考時鐘的生成；

導航信息處理板對輸入其中的信號采用GPS、GLONASS、BD測量定位方式，實現GPS、GLONASS、BD導航信號捕獲跟蹤和策略，獲得觀測量數據發送至定軌接口板；

定軌接口板作為整機對外接口單元，對內接收2個導航信息處理板的觀測量數據進行定軌解算，對外完成導航接收機所有用戶要求的協議輸出；同時，定軌接口板將從導航星座解算的時間轉換為硬件秒脈沖形式，供SAR載荷以及靜電懸浮加速度計使用。

3.如權利要求2所述的系統，其特征在于，所述Ka波段擴頻測距應答機包括電源處理模塊、射頻通道和數字基帶模塊；

所述電源處理模塊用于將一次電源轉換為二次電源，供所述射頻通道和所述數字基帶模塊使用；

所述射頻通道用于接收Ka波段對地天線捕獲的Ka波段信號，并進行下變頻至中頻，得到中頻上行信號送入數字基帶模塊；所述射頻通道用于從數字基帶模塊獲取中頻下行信號進行變頻濾波放大，最后通過Ka波段對地天線發射；

所述數字基帶模塊用于對所述中頻上行信號AD變換后，進行解擴解調處理，恢復得到測距數據；所述數字基帶模塊還用于產生下行側矩陣，經擴頻調制后形成中頻下行信號送入所述射頻通道。

4.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述靜電懸浮加速度計子系統由加速度計組件和加速度計測量控制單元組成；所述加速度計組件用于測量航天器受到的加速度，屬于差分電容式慣性加速度傳感器；所述加速度計測量控制單元用于對所述加速度計組件進行伺服反饋控制和數據采集，所述加速度計測量控制單元由6路PID伺服反饋控制電路和科學數據采集電路，其中6路PID伺服反饋控制電路為對應水平方向及豎直方向各3路。

5.如權利要求3所述的系統，其特征在于，所述激光反射器是由一個以上角反射器組合而成；每個角反射器是具有三個直角面相互垂直的四面體棱鏡，四面體棱鏡的底面為個直角面以外的第四面，其光學特性如下：一束入射激光束從四面體棱鏡的底面入射，依次經過三個直角面的反射后，從底面射出；出射光束與入射激光束平行，但方向相反；所述激光反射器安裝在衛星上。