[发明专利]一种适用于多星测控情境中的星地测距方法

说明书

一种适用于多星测控情境中的星地测距方法，本发明涉及星地测距方法。本发明的目的是为了解决多星测控场景中高级在轨系统体制业务数据流与伪码数据流物理层无法兼容的问题。过程为：在发射端：在发射端I路通过CA码对下行遥测上行遥控信号进行直接序列扩频，用以实现星地之间测控电文的传输；在发射端Q路通过CA码对伪码测距序列进行直接序列扩频，用以实现星地之间测距功能；在接收端：1、将不同卫星的发射信号分开，并获得伪码相位和多普勒频移；2、实现载波跟踪环路和伪码跟踪环路稳定工作；3、对I路进行相干积分输出持续的比特；对Q路进行相干积分输出持续的比特，解算出传输时间进而得到星地实际距离。本发明用于航天技术领域。

技术领域

本发明涉及星地测距方法，涉及航天技术领域。

背景技术

以卫星星座系统为重要组成部分的天地一体化信息网络，是支撑我国经济发展及国防信息化建设的重要网络基础设施，已成为我国“新基建”的重点发展方向。随着航天系统不断发展壮大，航天器数量越来越多，因此测控技术成为大规模星座日常性能管理、保障其网络稳健性以及服务能力的重要组成部分。

测控主要指对航天器进行跟踪，遥测和遥控，包括获取航天器运动状态及轨道信息，获取其工作状态以及对航天器进行必要的指令控制。航天测控系统自上世界40年代出现以来经历着从分离测控、统一载波测控到扩频测控三个阶段。扩频测控系统能够完成遥测遥控、测距测控、数据通信、宽带图像传输等多种功能的统一以及多站多目标测量的统一，其实质在于利用扩频序列的相关性来实现基于CDMA或者MC-CDMA的测控通信体制，其优势在于：

1.由于伪随机码极强的自相关性，一系列卫星享有相同的载波频率却不会产生严重的同频干扰，可以作为不同卫星信号的标识。

2.扩宽频带使得接收信号的信噪比不必很高，根据香农定理提供了一定的扩频增益。

3.在接收机端，伪随机码的码片相位提供了必要的测距信号。

但是在多星测控场景中高级在轨系统(Advanced Orbiting System，AOS)体制业务数据流与伪码数据流物理层无法兼容。

发明内容

本发明的目的是为了解决多星测控场景中高级在轨系统体制业务数据流与伪码数据流物理层无法兼容的问题，而提出一种适用于多星测控情境中的星地测距方法。

一种适用于多星测控情境中的星地测距方法具体过程为：

发射端的处理流程按以下步骤进行：

在发射端I路通过CA码对下行遥测上行遥控信号进行直接序列扩频，用以实现星地之间测控电文的传输；

在发射端Q路通过CA码对伪码测距序列进行直接序列扩频，用以实现星地之间测距功能；

CA码用于对不同卫星信号的区分；

I路和Q路的两路数据非同源且传输速率不同；

其中I、Q两路虽然调制在相同频率的载波上，但两路载波相位差保持90度，正交，便于接收机的区分；

发射端射频板DA输出的数字信号如式(1)所示，

其中C(t)代表特定码号CA序列；D(t)为I路传输的测控电文；Y(t)为CCSDS标准中采用的T2B/T4B测距伪码，周期为1009740；P_I为I路输出功率；P_Q为Q路输出功率；ω为载波角频率；t为时间；s(t)为射频板DA最终输出的信号形式；

为了保证传输速率不同的I、Q两路具有相同的信噪比，I、Q两路的功率应该满足式(2)；