[发明专利]一种卫星无线电导航业务通道零值标定系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星无线电导航业务通道零值标定系统，可用于导航卫星RNSS(Radio Navigation Satellite Service)信号发射通道零值的精密标定。

背景技术

卫星导航系统可发送高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时信息，是当今国民经济和国防建设不可或缺的重要空间基础设施。卫星导航定位系统提供的全球无缝服务的价值是无法衡量的，其应用已形成庞大的卫星导航产业。导航卫星系统用无线电波传输时间来计算伪距，下行导航信号传输时延的测量是从导航卫星基带信号生成开始至地面接收机恢复基带信号的时间，测量得到的时延是一个下行组合时延，因此必须扣除卫星本体下行通道发射时延和接收机本身接收时延，才能得到实际的星地时延，从而得到实际的星地距离。导航卫星本体下行发射通道的绝对时延测量是卫星导航系统实现精确定位应用的前提，其测量精度将直接影响用户的测距精度。

传统的时延测量系统基于矢量网络分析仪和基于载波调制方法，这些方法仅适用于变频系统、放大系统，待测试系统的输入和输出信号频谱特征基本相同，主要是载波中心频率、信号幅度发生变化；而导航信号发射通道包含导航信号的基带处理和射频生成放大，此类信号无法采用矢量网络分析仪的测试方法进行高精度时延测试。文献“Absolute Calibration of a Geodetic Time Transfer System”(John Plumb，Kristine M.Larson，Joe White，and Ed Powers[J]IEEE transactions on ultrasonics，ferroelectrics，and frequency control，vol.52，no.11，November 2005pp1904-1911)提出了采用高速示波器观察导航卫星的秒脉冲起始点和RNSS信号载波调制的BPSK波形的陷波点来得到通道的零值，目前导航卫星RNSS发射通道零值普遍采用这种示波器观察法，但是，示波器观察法存在三个问题：(1)被测件的通道绝对时延不能超过一个码片时延，否则将出现整基带码片时延的模糊，从而引起大的测量误差；(2)示波器观察陷波点误差大，误差为数ns级；(3)只能适用一个频点上调制一种导航信号的RNSS信号通道。为了提高卫星导航系统的性能，当前各主要导航卫星系统的导航信号体制中，多种调制方式的导航信号共同调制在一个频点上，用示波器来观察RNSS载波调制陷波点的方式不再适用。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种卫星无线电导航业务通道零值标定系统，测量精度高且适合目前导航信号体制的所有调制方式的RNSS信号。

本发明的技术解决方案是：一种卫星无线电导航业务通道零值标定系统，包括衰减器、双通道数字示波器、控制和处理计算机、以及矢量网络分析仪，其中：

衰减器：有线连接在卫星无线电导航业务通道的输出端与双通道数字示波器之间，对卫星无线电导航业务通道的输出信号电平进行衰减，使得双通道数字示波器的输入电平在正常值范围内；

双通道数字示波器：利用卫星秒脉冲信号的起始变化沿作为采样触发，对卫星的秒脉冲信号和衰减器送来的信号进行同步采样；

控制和处理计算机：包括零值起始点获取模块、RNSS数据载入模块、本地参考数据生成模块、捕获模块和零值计算模块，

零值起始点获取模块：对双通道数字示波器采集的卫星秒脉冲信号进行处理，确定秒脉冲信号起始沿的样本点序号S作为通道零值的起始点；

RNSS数据载入模块：根据通道零值的起始点序号S以及预先设定的截取长度L，在双通道数字示波器采集的卫星无线电导航业务通道输出的信号数据中，从第S+1个样本点开始读取L个样本点作为待处理数据；