[发明专利]应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法

说明书

本发明的应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，深空测控应答机的基带模块采用FPGA作为核心处理芯片，基带模块中DDS的频率控制字位宽为48bit以上；信标相干转发转发比系数位宽为48bit以上。深空探测系统中，对卫星测速指标要求较高，测速误差指标需满足不超过0.1mm/s，相对应相干转发要求需满足mHz量级误差，本发明的应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，基带模块中DDS位宽选取48bit以上，转发比系数采用位宽为48bit以上表示，经验证，该设计情况下，系统相干转发比精度可实现1mHz量级误差以下，进一步提高了测控系统测定轨精度。

技术领域

本发明涉及卫星测控领域，具体涉及一种应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法。

背景技术

深空探测指对月球、月球更远的天体和空间进行的探测，实施探测的航天器称为深空探测器，对其测控通信的系统称为深空测控通信系统。深空测控应答机是深空测控通信系统的核心部件，主要功能是接收、解调上行遥控信号；接收、解调并调制转发测距信号；产生信标，提供地面站跟踪；完成遥测信号的调制。

应答机相干转发即应答机接收上行射频信号后，应答机锁定至上行信标，应答机按照固定转发比880/749(对于X频段深空测控通信系统)将上行信号多普勒频率转发至下行射频信号，从而实现测控上、下行链路相干。在卫星测、定轨过程中，卫星依据多普勒信息获得卫星运行速度，多普勒信息的准确性反映了卫星测速精度，因此应答机相干转发时频率的准确性对于卫星测、定轨意义重大。对于模拟体制应答机，在相干模式下完全由本地VCO进行相干转发，不存在相干转发误差。随着科学技术的快速发展，采用数字化、集成化、小型化的测控应答机逐渐成为主要研究方向。对于数字化测控应答机，在进行相干转发时，相干转发精度受数据量化误差及处理截位误差的影响，存在一定的转发误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，

为了达到上述的目的，本发明提供一种应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，深空测控应答机的基带模块采用FPGA作为核心处理芯片，基带模块中DDS的频率控制字位宽为48bit以上；信标相干转发转发比系数位宽为48bit以上。

上述应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，其中，基带模块中上行DDS和下行中频DDS的频率控制字位宽均为48bit以上。

上述应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，其中，上行输入射频信号经通道变频处理后，生成含有上行多普勒频偏的中频信号，该中频信号经AD采集后送至基带模块的载波捕获跟踪模块，实现上行载波捕获与跟踪，输出载波相干多普勒频率进行相干转发；载波捕获跟踪模块的载波捕获采用预扫频辅助捕获技术得到载波多普勒频偏估计值f_pre，该载波多普勒频偏估计值 f_pre作为开门信息提供给载波捕获跟踪模块的载波跟踪环，由载波跟踪环根据开门信息完成对残余载波频偏f_pll的锁定，载波多普勒频偏估计值f_pre与残余载波频偏f_pll的和值f_d′即为载波相干多普勒频率；预扫频辅助捕获技术中预置扫频频率控制字、载波多普勒频偏估计值f_pre控制字及载波相干多普勒频率控制字位宽相同，均为48bit以上。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

深空探测系统中，对卫星测速指标要求较高，测速误差指标需满足不超过 0.1mm/s，相对应相干转发要求需满足mHz量级误差，本发明的应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法，基带模块中DDS位宽选取48bit以上，转发比系数采用位宽为48bit以上表示，经验证，该设计情况下，系统相干转发比精度可实现1mHz量级误差以下，进一步提高了测控系统测定轨精度。

附图说明

本发明的应用于深空测控通信系统的高精度信标转发方法由以下的实施例及附图给出。