[发明专利]一种飞行器天基测控时延参数测量方法

说明书

一种飞行器天基测控时延参数测量方法，通过在飞行器经由卫星与地面控制中心交互数据的过程中，记录时间零点、数据启动发送时刻、有效数据发送时刻及有效数据接收时刻，并通过GNSS将飞行器和地面控制中心的时间进行统一，计算得到前向时间延迟参数及返向时间延迟参数，可以达到及时发送前向控制指令和精确利用返向数据的目的。方法流程精确度高，计算简单，步骤清晰。

技术领域

本发明涉及一种飞行器天基测控时延参数测量方法，属于航天测控通信领域。

背景技术

临近空间飞行器飞行试验由于飞行距离远、机动性强、地面测控布站较传统飞行器有较大困难。近年来天基测控技术逐渐成熟，临近空间飞行试验的天基测控应用也逐步增多。临近空间飞行器经历环境复杂，飞行试验过程中发生的现象会比较多，器载测控系统的时统关系到故障分析、成功判据、系统辨识等诸多数据应用的正确性和准确性，是测控系统至关重要的组成部分。天基测控与传统地基测控相比，体制相对复杂，且经由卫星转发，距离远，链路长，时延是天基测控时间统一的关键参数，目前时延参数的获取并无标准方法，往往采用手动计时，精度差，不同状态下测得的数值只能进行大致比较。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对现有技术的时延参数估计精度差、不同状态下测试数据只能进行大致比较的问题，提出了一种飞行器天基测控时延参数测量方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种飞行器天基测控时延参数测量方法，具体步骤如下：

(1)于飞行器上记录飞行器的起飞时刻；

(2)根据所述飞行器的起飞时刻、飞行器向地面控制中心进行信号传递过程中的定时中断时间差、飞行器GNSS的UTC时间对地面控制中心记录时间及飞行器GNSS的UTC时间进行时延统一；

(3)调整飞行器天线姿态与地面控制中心天线姿态，并以固定帧速率N1由飞行器向地面控制中心发送测试数据，记录测试数据启动发送时刻飞行器GNSS时刻帧计数sid_air1，同时记录地面控制中心时刻T_at1；

(4)记录有效数据启动发送时飞行器GNSS时刻帧计数sid_air2，同时记录地面控制中心时刻T_at2，其中有效数据为地面控制中心正常接收到的测试数据；

(5)记录有效数据接收时刻地面控制中心时刻T_gr，并根据步骤(3)、步骤(4)的记录值将飞行器GNSS时刻、地面控制中心时刻统一为飞行器GNSS的UTC时间，并计算返向通信延迟时间参数；

(6)返向通信稳定后，以固定帧速率N1由地面控制中心向飞行器发送测试数据，记录数据启动发送时地面控制中心时刻T_gt1；

(7)记录有效数据启动发送时地面控制中心时刻T_gt2；

(8)记录有效数据接收时刻地面控制中心时刻T_ar，同时记录有效数据接收时飞行器帧计数sid_air3，并根据步骤(6)、步骤(7)的记录值将飞行器GNSS时刻、地面控制中心时刻统一为飞行器GNSS的UTC时间，并计算前向通信延迟时间参数。

所述步骤(2)中，地面控制中心记录时间、飞行器GNSS的UTC时间时延统一公式为：

T0＝T1-ΔT

式中，T0为飞行器起飞时地面指挥中心时刻，ΔT为定时中断时间差，T1为飞行器起飞时飞行器GNSS时刻。

所述返向通信延迟时间参数包括返向总延迟时间ΔTb、返向通信延迟时间ΔTbc、返向信号搜索时间ΔTbs，计算方法如下：

ΔTb＝T_gr-T_at1

ΔTbc＝T_gr-T_at2

ΔTbs＝ΔTb–ΔTbc；