[发明专利]实时标定星间时差测量系统通道零值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实时标定星间时差测量系统通道零值的方法。

背景技术

随着星座、星群、编队卫星的发展，卫星分布式组网工作已成为了现代卫星发展的趋势，在通信、遥感、导航和电子侦察等领域受到越来越重要的作用。将各个卫星系统网络化，实现各颗卫星之间的信息共享，满足卫星的各项军事需求。近些年，航天技术的应用成果在通讯、导航定位、海洋、资源、气象、空间科学探测等方面都产生了巨大影响。单一的航天器已无法满足航天技术要求的低成本、高可靠、快速、高效的需求。

空间卫星的相对距离和钟面时差的准确测量，是完成特定任务的重要基础。卫星间的时差测量是实现卫星自主测量、自主导航的核心技术，也是保证分布式卫星系统功能实现的重要基础。实现精密的星间时差测量并建立信息交互链路是完成分布式卫星的协同控制、提高卫星自主生存与自主管理能力的关键。采用双向单程技术进行时差测量，是实现星间高精度时间同步和相对测距的有效途径。高精度的星间的距离和时差测量是保证编队飞行星座系统功能实现的重要基础,采用GPS共视基带信号接收机无疑是一种简易方法,但是需要依赖于GPS导航卫星系统。

在星间进行时差测量过程中，精确的通道零值标定是系统实现高精度测量的重要环节。星载设备通道零值是指引起设系统偏差的设备时延，包括了发射通道和接收通道的滤波器、放大器、混频器等器件引入的时延误差。通道零值的绝对时延测量是卫星相对测量定位的前提，其标定精度将直接影响卫星的相对测量精度。目前已有的对于通道零值标定方法有：针对传统的星地测控应答机和地面测控站系统的，但并不适用于星间时差测量标定；另外还有针对地面站之间的双向时间频率传递系统中，地面站设备时延校准，也并不适用于星间实时设备标定。

发明内容

本发明的目的是针对星间时差测量系统中通道时延对测量的影响，提供一种误差环节少，方便快捷，时间同步测量精度高，实时标定星间时差测量系统通道的零值方法。

本发明解决现有技术问题所采用的技术方案是：一种实时标定星间时差测量系统通道零值的方法，其特征在于包括如下步骤：采用双向单程测量技术构建星间双向时差测量系统，然后，根据星间双向时差测量系统设计系统收发通道共用一个基带信号处理模块的射频闭环自测模型；在射频闭环自测模式下，选取卫星A或卫星B发射测试序列，通过系统收发通道的射频自测环路，经基带信号处理模块对接收到的信号进行高精度相位估计，再结合基带发送的测试序列时标信号进行计算，得到系统收发射通道的时延值，卫星系统依照计算得到的时延值对系统收发通道零值实时标定。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

误差环节少。本发明采用双向单程测量技术构建星间双向时差测量系统，然后，根据星间双向时差测量系统设计系统收发通道共用一个基带信号处理模块的射频闭环自测模型；通过射频闭环自测模型完成系统时延测试与标定，实现系统收发通道零值实时标定，误差环节少，可以在卫星上进行自测，对卫星系统收发通道进行标定，更适用于星间时差测量。

方便快捷。本发明射频闭环自测模型可以定期采用卫星基带产生的发射测试序列，对系统收发通道零值进行实时标定，基带定期发射测试序列对卫星系统收发通道零值进行标定，对卫星系统通道零值标定的更为方便。

时间同步测量精度高。本发明在射频闭环自测模式下，选取卫星A或卫星B的发射测试序列，减小了由于外界环境(如温度、振动、电磁场等)对通道零值的影响。卫星发射测试序列的信号通过射频闭环自测模型收发通道的射频自测环路，经基带信号处理模块对接收到的信号进行高精度相位估计，再结合基带发送的测试序列时标信号进行计算，得到系统收发射通道的时延值，减小了系统收发通道零值引入的误差，提高了卫星之间的时间同步测量精度。

本发明能够被应用于星群、星座、卫星编队飞行的星间高精度时间同步与相对测量，也能扩展应用于无人机编队、战机组网等技术领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明星间时差测量系统的通道零值实时标定的工作流程图。

图2为本发明星间双向时差测量系统的组成关系示意图。

图3为本发明双向时差测量系统时序原理图。

图4为本发明射频闭环自测模型示意图。

具体实施方式