[发明专利]一种基于时分双工体制下的新型时延监测及校准方法

说明书

一种基于时分双工体制下的新型时延监测及校准方法，针对包含星间收发信机和相控阵天线两台设备的星间链路系统，在充分考虑到时分半双工的体制下，设计了一种的时延监测及校准方法，主要对信号生成单机生成的信号自耦合对自身进行实时监测，通过无线链路对整个系统进行时延进行监测与计算，可对星间链路两个设备的发射时延和接收时延分别监测，对星上设备的通道健康性起到很好的监测作用，并通过将校准后的时延值折算到星间测距值中可消除系统时延引起的测距误差。

技术领域

本发明涉及一种基于时分双工体制下的新型时延监测及校准方法，属于时延校准技术领域。

背景技术

北斗全球卫星导航系统是我国自主建设的具有全球覆盖能力的卫星定位导航系统。北斗三号卫星共有30颗卫星，包括地球静止轨道(GEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)和中高度地球轨道(MEO)等三种轨道类型，星座构形为3GEO+3IGSO+24MEO。每类卫星上均配置星间链路，主要功能在于在轨提供卫星与卫星之间的无线传输通道，实现星间精密测量、数据传输等服务。星间链路采用的是时分双工体制进行测距，为高精度测距系统。系统的时延值的变化会直接影响到测距精度，且通道时延的变化也反映了通道的健康性，因此需要对系统的收发链路的时延值进行实时监测、校准。传统的通道时延监测方法，由于校准信号要进入到正常发射/接收通道，因此校准时会影响正常业务，且需要地面不停地发送指令，将设备的工作状态设置校准模式下，才能对时延进行监测校准，为地面运控系统带来负担，因此需要设计一种测量校准一体的且可以对通道时延实时监测的系统。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，传统的通道时延监测方法设计整个系统的时延校正方案，对系统内的单机的时延变化无法起到实时监测作用的问题，提出了一种基于时分双工体制下的新型时延监测及校准方法。

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：

一种基于时分双工体制下的新型时延监测及校准方法，步骤如下：

(1)针对星间链路系统，进行地面测试，于星间链路系统包括的星间收发信机与相控阵天线的内部时延中，获取星间收发信机内部发射时延b1与温度的关系，确定内部发射时延b1与温度实测值；

(2)将内部发射时延b1与温度实测值存储于信号生成设备中，于在轨状态下根据实测温度进行时延变化的自适应补偿；

(3)获取星间收发信机和相控阵天线之间的星间收发信机至相控阵天线发射电缆时延c1、相控阵天线至星间收发信机接收电缆时延c2，同时获取相控阵天线内部还包括相控阵天线校正接收通道时延j1、相控阵天线校正发射通道时延j2，并通过地面仪器进行地面测试阶段标校；

(4)设计星间收发信机内部自闭环，通过外部控制器向星间收发信机发送星间收发信机自闭环校正开启指令，获取星间收发信机输出的本星相控阵信机单机内部的接收通道时延p0，并计算星间收发信机内部接收时延b2；

所述星间收发信机内部包括发射校正链路、接收校正链路；

(5)通过外部控制器向星间收发信机发送星间相控阵发射链路时延校正信号，通过发射校正链路返回至星间收发信机内部进行滤波放大下变频处理，与基带信号进行相关处理，获取发射链路时延校正遥测值p，并计算出相控阵天线发射通道时延d1及相控阵链路发射通道绝对时延值A；

(6)通过外部控制器向星间收发信机发送星间相控阵接收链路时延校正信号，通过接收校正链路返回至星间收发信机内部进行滤波放大下变频处理，与基带信号进行相关处理，获取接收链路时延校正值q，计算出相控阵天线接收通道时延d2及相控阵链路接收通道绝对时延值B；

(7)将步骤(5)、步骤(6)所得计算值注入相控阵星间收发信机中，在生成测距值C输出时，同时输出星间测距真值P；