[发明专利]一种基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法

权利要求书

1.一种基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法，其特征在于：

地面站综合基带产生测距信号，经过上变频器、高功率放大器、天线向伪卫星发射信号，伪卫星接收天线接收来自地面站的信号并通过转发器转发，地面站天线接收伪卫星转发的信号经过低噪放、下变频器后在地面站综合基带处理，完成地面站-伪卫星-地面站整个环路的时延测量；

具体校准过称为：

第一步：地面站-伪卫星-地面站环路链路时延测量

ΔT_loop＝ΔT1+ΔT2+ΔT3+ΔT4+ΔT5+ΔT6+ΔT7+ΔT8+ΔT4′+ΔT5′+ΔT6′+ΔT7′+ΔT8′+ΔT9+ΔT10+ΔT11

其中，ΔT1是连接地面原子钟组到一级时频分配放大器的电缆时延；ΔT2是连接一级时频分配放大器到导航地面站时频放大器的电缆时延；ΔT3是连接导航地面站时频放大器到基带的电缆时延；ΔT4和ΔT4′分别是综合基带内部发射和接收校准时延；ΔT5和ΔT5′分别是导航地面站设备发射和接收时延；ΔT6和ΔT6′分别是上行和下行的空间链路时延；ΔT7和ΔT7′分别是上行和下行的空间链路的电离层时延；ΔT8和ΔT8′分别是上行和下行的空间链路的对流层时延；ΔT9是连接伪卫星接收天线到转发器的电缆时延；ΔT10是伪卫星转发器时延；ΔT11是连接伪卫星转发器到伪卫星发射天线电缆时延；

第二步：地面站-伪卫星-接收机链路时延测量

信号由地面站综合基带产生经上行射频设备、天线、空间链路到达伪卫星接收天线，经过转发器转发后通过电缆直接连接到监测接收机的时延值称为一跳时延值T_Rec：

T_Rec＝ΔT1+ΔT2+ΔT3+ΔT4+ΔT5+ΔT6+ΔT7+ΔT8+ΔT9+ΔT10+ΔT12+ΔT13

其中ΔT12是连接伪卫星转发器出口到伪卫星地面站监测接收机射频信号入口的电缆时延；ΔT13是接收机内部校准时延；

监测接收机的一跳时延值是通过时间间隔计数器SR620采集的，接收机输出1PPS信号通过SR620与主钟输出的1PPS信号比对，因此时间间隔计数器SR620采集的时差数据T_SR620为：

其中ΔT14是连接接收机输出的1PPS信号到时间间隔计数器SR620关门信号入口的电缆时延；ΔT15是连接一级时频分配放大器到伪卫星地面站时频放大器的电缆时延；

第三步：地面站发射设备时延和接收设备时延总和测量

地面站发射设备和接收设备时延总和T_total为：

其中ΔT1+ΔT2+ΔT3是地面原子钟组到导航地面站基带发射帧头的传输时延；ΔT6+ΔT7+ΔT8和ΔT6′+ΔT7′+ΔT8′是地面站到伪卫星的空间链路时延，分别可以根据地面站天线旋转中心坐标和伪卫星接收和发射天线坐标计算得到；ΔT9+ΔT10+ΔT11是伪卫星收发天线与转发器连接电缆时延以及转发器自身的处理时延；

第四步：地面站发射设备时延和接收设备时延的测量

根据T_total得到导航地面站发射链路设备时延T_up：

其中ΔT12是连接伪卫星转发器出口到伪卫星地面站监测接收机射频信号入口的电缆时延；ΔT13是监测接收机内部时延；ΔT14是监测接收机输出的1PPS信号到SR620关门信号入口的电缆时延；ΔT15是连接一级时频分配放大器到伪卫星地面站时频放大器的电缆时延；ΔT1是连接地面原子钟组到一级时频分配放大器的电缆时延；

T_total减去T_up得到接收链路设备时延T_down：

通过得到的导航地面站发射链路设备时延T_up和接收链路设备时延T_down完成对导航地面站设备时延的校准。

2.如权利要求1所述的基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法，其特征在于：通过地面高精度原子钟为导航地面站内各个设备提供标准的时频参考信号，导航地面站向伪卫星发射信号并接收伪卫星转发器转发的信号。

3.如权利要求1所述的基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法，其特征在于：待测地面站向伪卫星发射信号，综合基带测量并记录环路时延值，监测接收机记录一跳时延值，所有数据每秒记录一次，对最终的观测量进行统计分析处理，得到最终的发射链路设备时延T_up和接收链路设备时延T_down。