[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

说明书

本发明公开了一种基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法，使用伪卫星的转发器代替卫星转发器，通过地面站综合基带以及监测接收机的载波相位测量功能，地面站综合基带采用自发自收的工作模式对地面站设备时延进行标定，导航地面站向伪卫星发射信号，并接收伪卫星转发的信号，由监测接收机和时间间隔计数器SR620等构成的地面监测平台同时接收伪卫星转发的信号，对信号传输时延进行监测，通过对链路传输路径上各段时延的分析，得到导航地面站发射和接收链路设备时延，可以有效解决地面站设备时延有效校准。

技术领域

本发明涉及时延校准领域，具体涉及一种基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法。

背景技术

地面站设备时延的精确测量是卫星导航系统以及卫星双向时间频率传递技术实现高精度时间传递的关键技术。

在卫星导航系统中，通常采用无线电双向伪距时间同步法来实现星地时间同步和站间时间同步，而时间同步设备的时延测量误差是系统时间同步的主要误差；在转发式卫星导航系统中，导航信号在地面产生，通过地面导航站发送给卫星并转发给用户，地面站的设备时延会包含在用户接收机的伪码测距观测量中，影响导航信号测距结果，因此地面站设备时延的测量误差是影响系统定位授时精度的重要因素之一；在卫星双向时间频率传递系统中，由于两个地面站信号的发射与接收路径基本相同，方向相反，因此可以大幅度的消除测距过程中的路径误差影响，但地面站设备时延误差仍是影响时间比对精度主要因素。综上，地面站时延校准技术是卫星导航系统和卫星双向时间比对方法的关键技术之一，对高精度的空间基准和时频基准的建立是至关重要的。

监测接收机和地面站综合基带的原始伪距观测量中包含地面站设备时延，通过测量地面站设备时延并在伪距观测量中进行扣除从而获得链路准确的伪距观测量，地面站设备时延校准误差会影响最终的测距精度，所以提高地面站设备时延的校准精度是提高卫星导航系统的服务性能以及卫星双向时间比对的精度的关键。如何精确的标校地面站设备时延，标定完成后如何验证地面站间时延标定结果的准确性，需要进一步的研究。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法，解决地面站设备时延难以有效校准的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种基于卫星转发器的导航地面站设备时延校准方法，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