[实用新型]在轨飞行器间动态GPS伪距差分测距系统

说明书

技术领域

本实用新型是在轨飞行器间动态GPS伪距差分测距系统，属于航天飞行器空间相对距离测量领域。

背景技术

在航天测量领域，通常需要采用GPS定位技术对飞行器的飞行轨迹或飞行器与发射点的距离进行测量。传统测量方法是在发射点设定一个固定的地面基准站，通过GPS测量得到该站点的精确位置，同时在飞行器上也安装GPS卫星接收机，实时测量飞行器的位置，并通过无线链路发送给地面基准站，地面基准站接收到飞行器的位置信息后，与本地GPS位置信息进行差分计算，从而得到飞行器的飞行轨迹或相对于发射点的距离。

随着空间飞行器技术发展，对空间在轨飞行器之间距离测量提出来更多需求：对两个不同在轨飞行器之间的距离在国土内、外均需进行长时间、高精度测量，传统测量方法已不能实现对空间飞行器的测距要求，同时，空间上，特别是飞行器在国外飞行期间，很难利用本土地面站与之进行GPS差分计算，不能满足飞行器在国土外的距离测量。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了在轨飞行器间动态GPS伪距差分测距系统，实现了两个不同飞行器之间长时间、高精度测量的距离测量。

本实用新型的技术解决方案是：

在轨飞行器间动态GPS伪距差分测距系统包括GPS接收转发器、差分GPS模块两部分，GPS接收转发器又包括GPS原始观测量发射机和二分集GPS接收机；差分GPS模块又包括GPS原始观测量接收机和四分集GPS接收机，GPS接收转发器固定于目标飞行器上，差分GPS模块固定于测量飞行器上。

二分集GPS接收机通过GPS天线与GPS卫星无线连接；二分集GPS接收机与GPS原始观测量发射机相连；GPS原始观测量发射机通过扩频天线与GPS原始观测量接收机无线连接；四分集GPS接收机通过GPS天线与GPS卫星无线连接；四分集GPS接收机与GPS原始观测量接收机相连。

四分集GPS接收机包括4路相同的射频前端、4路相同的射频接收通道和基带处理单元，基带处理单元包括4个第一A/D变换器、4个第一D/A变换器、第一FPGA和第一DSP，射频前端包括GPS天线、低噪声放大器，射频接收通道包括依次串联在一起的高频带通滤波器、放大器、混频器、中频带通滤波器、可变增益放大器，四路混频器与同一个本振源相连。

GPS原始观测量接收机包括2路工作频率不同的射频前端、射频接收通道和基带处理单元，基带处理单元包括2个第二A/D变换器、2个第二D/A变换器、第二FPGA和第二DSP，射频前端包括扩频天线、低噪声放大器，射频接收通道包括依次串联在一起的高频带通滤波器、放大器、混频器、中频带通滤波器、可变增益放大器。

GPS原始观测量发射机包括射频前端、射频接收通道和基带处理单元，基带处理单元包括第三DSP、第三FPGA和第三D/A，射频前端包括扩频天线和低噪声放大器组成，射频通道包括中频滤波器、混频器、高频放大器、射频滤波器和功放驱动器。

所述的二分集GPS接收机的结构与四分集GPS接收机一样，射频接收通道减少为2个。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：

（1）本实用新型实现了两个不同在轨飞行器之间的距离在国土内、外进行长时间、高精度测量。

（2）本实用新型实现飞行器动态旋转过程中的连续定位，减少天线设计的复杂性及安装位置的特殊要求。

（3）本实用新型采用双天线、异频f_o和f₁的数据传输方式，能保证飞行器在旋转时无线链路的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型GPS伪距差分测距原理图；

图2为本实用新型GPS伪距差分测距系统功能示意图；

图3为本实用新型四分集GPS接收机结构图；

图4为本实用新型GPS原始观测量接收机结构框图；

图5为本实用新型GPS原始观测量发射机结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行进一步的详细描述。