卫星扩频测控相干与非相干测量机制研究

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测控遥感与导航定位

卫星扩频测控相干与非相干测量机制研究刘云飞，章锐， 彬，刘李海滨(山大学，燕河北秦皇岛 0 60 ) 6 04摘要卫星扩频测控体制可采用相干与非相干 2种模式实现测速和测距。相干模式通过使用相参应答机进行相干转发，够获得较高的测量精度；能非相干模式则通过卫星从上行信号提取所需信息之后，立形成下行信号，面接收后实现解独地算来完成测量工作。主要针对这 2种模式测速与测距的基本原理进行研究。 关键词扩频；控；干；相干测相非文献标识码 A 文章编号 10—30 (07 0—02—0 0 3 16 20 )7 0 8 2中图分类号 V 5 56

Re e r h o he e t a d No c h r n o e f s a c n Co r n n n. o e e tM d s o

S tl t p e d s e tu a el e S r a -p c r m TTC y tm i S seU U n fi ZHANG i LI n, IHa. i Yu .e, Ru, U Bi L ib n

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0引言 为了满足载人航天测控任务，也为了便于实现

则在未知发端载波频率和相位的情况下工作。下面就这 2种方式的研究现状和工作特点进行论述。

航天领域的国际合作，国于 19开始建设统一我 93年s波段测控通信系统 ( S U B系统 )目前整个地面测。控网已投入使用，在进一步补充、并完善，却存在但一

1研究现状简介国外已经在 T R S和军用测控网中采用了扩 DS

频测控体制，在 T R S中，如 DS当需要对用户航天器进行测速测距时，求用户航天器对上行的载波和要

些不足，例如抗干扰能力差、模糊测量距离有限无

以及难以实现多目标测控等 .。而扩频测控体制 2 j具有以下一些主要优点 j①抗同频干扰能力强；:

扩频伪码均进行相干转发，果只需完成遥控遥测如功能，则上、下行信号 (载波和伪码 )需相干。无 国内在相干扩频测控方面已经进行了相关的研究，在无人机综合无线电测控系统中采用了扩频如测控体制，行对遥控扩频，行用从遥控中解扩出上下来的扩频码对遥测扩频，用扩频码完成测距 J。 相干扩频测控体制已经在工程中得到了成功应

②安全保密性好；可码分多址，够完成多目标测③能控；④能够抗多径干扰；能够进行精确定时和测⑤距。因此扩频技术逐渐得到了广泛应用。

将扩频技术应用于航天测控系统是航天测控的发展方向，在航天测控和导航系统中，直接序列扩频

技术得到了广泛的应用，实现了统一测控和信道的综合利用。美国的跟踪与数据中继卫星系统( D s )全球导航定位 ( P )统都采用

了扩频 TRs、 GS系技术[ 。

用，使其测控系统的性能有所提高，也存在一些不但足：由于需要星载应答机进行相干转发，应答机①使的研制比较复杂；②地面站一旦完成对卫星下行载波捕获和伪码捕获之后就可以正常接收解调卫星的

目前扩频测控系统可分为相干模式(下文称为模式一 )与非相干模式(下文称为模式二 )种， 2前者是指

下行遥测信号，当地面站对卫星发射上行信号 (遥控、距),测时如果采用相干扩频体制，则卫星应答机收稿日期： 0-1 5 2 7 - 0 0 0

在确知发端载波频率和相位的情况下进行工作，后者2 2 O Ra i gn e i g V 1 3 o 7 8 O7 d o En ie rn o . 7 N .

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测控遥感与导航定位在相干转发上行信号的时候会引起下行载波频率和伪码相位的跳变，使其地面接收机失锁，需要重新捕获，导致遥测信号的中断。因此国外在上世纪 9 0年代提出了在航天测控系统采用非相干体制进行测控，从效果上来看，体制具有许多优点及独特功该能，对其进行深入研究是非常具有科学意义及应用前景的。

向路程。这个时间差信息靠卫星上下行测距标志 (头 )到达卫星的上行测，信号采样获得，帧对星上， =距即行路一

删…(3测速工作原理

)为为 光待

测距离， R=×△则 ×c ≈

衄

。

2测距工作原理相干转发测距原理如图 1示。地面测距标志所 (帧头 )传送至卫星，星收到立即转发该标志 (卫即下行测距标志——帧头与到达卫星的上行测距标志——帧头一致 )地面接收到下行测距标志——帧，

目前采用的测速方法基本都是多普勒频移测速，即测量航天器与地面站相对运动的径向速度所

引起的多普勒频移，由多普勒频移换算出速度。再模式一与模式二也是基于此原理来完成测速。

对于模式一，为提高测速精度，一般采用 …… 此处隐藏：3618字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……