[发明专利]一种导航卫星信号和电文自主一体化监测系统及方法

说明书

本发明公开一种导航卫星信号和电文自主一体化监测系统及方法，包括：上注信号监测模块，电文生成和比对模块，小功率导航信号监测模块，大功率导航信号监测模块以及健康判决和处理单元。通过上注信号监测模块，电文生成和比对模块，小功率导航信号监测模块以及大功率导航信号监测模块，进行上注接收子系统的完好性、信息处理子系统及大功率子系统的电文及信号完好性监测。最终，通过健康判决和处理单元，根据上注接收子系统的完好性、信息处理子系统及大功率子系统的电文及信号完好性监测结果，进行故障定位。

技术领域

本发明涉及导航卫星技术领域，特别涉及导航卫星信号和电文自主一体化监测技术。

背景技术

导航卫星是一种用于提供无线导航信号和导航信息的人造卫星，其为用户提供导航、定位及授时服务。导航卫星系统的定位精度高，服务范围广，可提供全天时、全天候、连续的导航定位服务，已成为时空定位领域的国家重大基础设施，是大国地位和战略利益重要支撑。

载荷分系统是导航卫星提供导航服务的主载荷，其接收地面运控上注的导航信息，并将导航信息调制到下行导航信号发送至地面，供地面用户进行定位解算。载荷分系统包括：

时频子系统，用于提供高精度的时频基准和其它子系统所需要的时频信号，包括主钟、备钟、基频处理机、频率合成器等单机；

上注接收子系统，用于完成地面运控系统发送的上行注入接收，并解调出导航信息及参数；

信息处理子系统，用于处理上行注入子系统解调出的指令和参数，并根据指令要求进行相应的处置，另外可生成小功率的下行导航信号，并将地面上注的导航信息按照特定格式调制到导航信号上；以及

大功率子系统，用于将小功率的下行导航信号进行功率放大，并通过下行天线将下行导航信号发送至地面。

由于导航服务的特殊性，导航卫星具有高可靠性、高连续性要求。提高自主健康管理水平是导航卫星提供高可靠性、连续性的重点发展方向之一。而载荷分系统的信号和电文的完好性监测是导航卫星在轨运行的自主健康管理的最重要的内容。

传统的基于地面的遥测的完好性判断方法，因为受限于遥测通道容量遥测数据，很多故障无法直接确定故障单机，同时故障判断所需时间长，这就使得故障恢复时间长，进而影响导航卫星的可用性及连续性。目前也有部分研究提供了一些卫星自主完好性的监测方案，但这些方案无法实现全系统监测和系统内的单机级定位。

发明内容

针对导航卫星高可用性、高连续性的要求，本发明提供一种导航卫星信号和电文自主一体化监测系统及方法，以实现载荷涉及的与信号和电文直接相关的各子系统故障的逐级定位。

一种导航卫星信号和电文自主一体化监测系统，包括：

综合监测单元，用于监测上行导航信号、下行导航信号以及电文的完好性，包括：

上注信号监测模块，用于上行注入信号的测距和信息解调，得到参考测距值，所述参考测距值用于上注接收子系统的完好性监测；电文生成和比对模块，用于执行以下动作：

接收来自上注接收子系统的电文信息，并根据上注信息生成下行导航电文；

接收信息处理子系统发送的导航电文信息；

接收小功率导航信号监测模块解调出的下行导航电文；以及

比对所述根据上注信息生成的下行导航电文、所述信息处理子系统发送的导航电文信息以及所述小功率导航信号监测模块解调出的下行导航电文；