[发明专利]一种双频段高精度测距航天地面系统

说明书

本发明一种双频段高精度测距航天地面系统，包括：测距基带(1)、数字开关矩阵(2)、发射数字化前端(3)、接收数字化前端(4)、S高功放大器(5)、Ka上行高稳信道(6)、Ka高功放大器(7)、S场放大器(8)、Ka场放大器(9)、Ka下行高稳信道(10)、主天线(11)、校零设备；所述校零设备包括偏馈天线(12)、S双工器(13)、S校零变频器(14)、Ka双工器(15)、Ka校零变频器(16)。本发明能够完成对携带有高精度测距应答机的卫星进行精密双向距离测量，也可用于对其他普通飞行器进行高精度双向距离测量，具有测量精度高、适应目标动态较大、无模糊距离远、抗干扰能力强等特点，特别适用于对卫星或航天器的高精度测定轨。

技术领域

本发明属于航天通信测控技术领域，涉及一种双频段高精度测距航天地面系统。

背景技术

一般传统的测控系统中，地面系统的测距随机误差和系统差在1米左右，相应地定轨精度在几十甚至上百米量级。随着空间探索的发展，米级的测定轨需求已经成为飞行器高精度控制和定位必须解决的问题。

而目前的测距航天地面系统中，无法实现双频段的测距，仅能在单频段内实现测距，导致使用范围小，测量精度低，无法适用于更广空间中的探测过程。

发明内容

发明所要解决的课题是，针对目前测距航天地面系统中，无法实现双频段的测距，导致无法适用于更广空间中的探测过程的问题。

用于解决课题的技术手段是，本发明提出一种双频段高精度测距航天地面系统，实现对目标飞行器的高精度距离测量，具备测量精度高，设备稳定性好，应用场景广泛的特点。

本发明的一种双频段高精度测距航天地面系统，包括：测距基带、数字开关矩阵、发射数字化前端、接收数字化前端、S高功放大器、Ka上行高稳信道、Ka高功放大器、S场放大器、Ka场放大器、Ka下行高稳信道、主天线、校零设备；

所述测距基带产生上行数字信号和遥控信号输入数字开关矩阵，由数字开关矩阵通过选择切换将上行数字信号发送至发射数字化前端；所述发射数字化前端将上行数字信号转换为S频段上行模拟信号，并在系统当前工作在S频段时，将输出的S频段上行模拟信号通过S高功放大器加上设定功率后由主天线辐射出去，及在系统当前工作在Ka频段时，将输出的S频段上行模拟信号经过Ka上行高稳信道进行变频滤波后，输出Ka频段上行模拟信号并经Ka高功放大器加上设定功率后由主天线辐射出去；

所述主天线接收卫星发送的下行测量信号、遥测信号和来自校零设备的实时校零信号，在系统当前工作在S频段时，主天线将所接收的各信号经S场放大器放大后输入接收数字化前端，在系统当前工作在Ka频段时，主天线将所接收的各信号依次经Ka场放大器放大和Ka下行高稳信道进行滤波变频后以S频段的形式输入接收数字化前端；由所述接收数字化前端对S频段的接收的信号模数转换后输入数字开关矩阵，由数字开关矩阵通过选择切换以输出对应的下行数字信号至测距基带进行信号解调和测距。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述测距基带由工控机和信号处理板组成。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述发射数字化前端采用DAC芯片。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述接收数字化前端采用ADC芯片。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述校零设备包括偏馈天线、S双工器、S校零变频器、Ka双工器、Ka校零变频器；所述偏馈天线分别接收主天线辐射出的S频段和Ka频段上行模拟信号，将S频段上行模拟信号经S双工器传输至S校零变频器转为实时校零信号，并通过S双工器传输至偏馈天线辐射出去；及将Ka频段上行模拟信号经Ka双工器传输至Ka校零变频器转为实时校零信号，并通过Ka双工器传输至偏馈天线辐射出去。

进一步地，作为本发明的一种优选技术方案：所述测距基带利用窄相关和载波平滑伪码测距方法进行测距。