專利名稱：一種導航衛(wèi)星星間鏈路天線絕對時延標定系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種導航衛(wèi)星星間鏈路天線絕對時延的標定系統(tǒng)，可用于導航衛(wèi)星系統(tǒng)星間鏈路天線的絕對時延標定。
背景技術：
在全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)中，維持較高的衛(wèi)星軌道確定精度和鐘差確定精度是確保導航接收終端獲得大系統(tǒng)要求的定位或授時精度的關鍵。獲得精確軌道和鐘差參數(shù)通常需要在全球范圍布設大量地面站進行連續(xù)觀測，目前我國不具備這樣的全球性戰(zhàn)略地理資源，因此我國在研的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)將采用星間鏈路技術，其中一個重要功能是在僅配置少數(shù)監(jiān)測站的情況下通過星間鏈路的精密測量獲得軌道上其它弧段的測量信息，從而達到獲得精密軌道參數(shù)的能力。導航衛(wèi)星通過星間鏈路，播發(fā)和接收擴頻測距信號進行衛(wèi)星之間的精密測距，精確的星間距離值的獲取需要扣除衛(wèi)星星間鏈路收發(fā)電路本身的時延，才能得到衛(wèi)星之間的真實距離，衛(wèi)星星間鏈路收發(fā)電路本身時延的測量精度將直接影響衛(wèi)星之間的測距精度。導航衛(wèi)星的星間鏈路天線是星間鏈路收發(fā)電路的重要組成部分，因此，導航衛(wèi)星星間鏈路收發(fā)天線的絕對時延值是導航衛(wèi)星系統(tǒng)的一個關鍵指標參數(shù)，收發(fā)天線的絕對時延標定的精度將影響衛(wèi)星之間的星間測距精度。目前，天線時延絕對時延標定系統(tǒng)主要有兩種類型(I) 一種是采用零距轉發(fā)器和校零天線的天線時延標定系統(tǒng)。具體可參見2007年第33卷第4期無線電通信工程，由黃旭峰、秦順友發(fā)表的《圓口徑測距天線時延測量方法》一文。這種類型的天線時延標定系統(tǒng)中，零距轉發(fā)器和校零天線本身絕對時延的精密標定也是測試難題，它們的標定精度將嚴重影響被測天線時延的標定精度，零距轉發(fā)器的使用與星間鏈路天線的實際工作情況不同，標定結果與星間鏈路天線真實工作狀態(tài)情況下的時延值存在差異。(2)另一種是采用矢量網(wǎng)路分析儀器的天線絕對時延標定系統(tǒng)。具體可參見2009年第I期空間電子技術，由吳春邦、楊文麗、劉波發(fā)表的《導航衛(wèi)星天線相位中心及時延測試》一文。該時延標定系統(tǒng)采用了標準天線作為測試參考，對于導航衛(wèi)星星間鏈路ka頻段天線，很難得到一個用于測試時延的標準天線，其次，收發(fā)天線滿足遠場條件下，通過矢量網(wǎng)路分析儀測試時，測試連接電纜或波導長，在Ka頻段工作情況下，長測試電纜或波導的本身時延校準要保證穩(wěn)定、高精度十分困難。一個最重要的是采用矢量網(wǎng)路分析儀測試的時延值為一個頻段的各測試頻率點的群時延，不能正確反映星間鏈路傳輸某個特定信號體制的擴頻測距信號的時延情況。

發(fā)明內容
本發(fā)明的技術解決問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供了一種導航衛(wèi)星星間鏈路天線絕對時延標定系統(tǒng)，能正確反映星間鏈路電路傳輸測距信號情況下星間鏈路天線絕對時延的真實狀態(tài)，得到星間鏈路天線的高精度時延標定值。本發(fā)明的技術解決方案是一種導航衛(wèi)星星間鏈路天線絕對時延標定系統(tǒng)，包括基準頻率源、星間鏈路發(fā)射機、星間鏈路接收機、時間間隔計數(shù)器、控制和處理計算機、衰減器、矢量網(wǎng)絡分析儀以及至少三個待標定星間鏈路天線，其中基準頻率源產(chǎn)生與導航衛(wèi)星的衛(wèi)星鐘頻率相同的基準頻率信號，為星間鏈路發(fā)射機和星間鏈路接收機提供頻率參考；星間鏈路發(fā)射機利用基準頻率源提供的頻率參考產(chǎn)生星間鏈路傳輸?shù)臏y距信號，并向外提供一個秒脈沖信號作為時間間隔計數(shù)器的一個輸入；星間鏈路接收機接收星間鏈路測距信號，輸出擴頻測距的偽距值，并向外提供一個秒脈沖信號作為時間間隔計數(shù)器的另一個輸入；時間間隔計數(shù)器測量星間鏈路發(fā)射機產(chǎn)生的秒脈沖信號與星間鏈路接收機產(chǎn)生的秒脈沖信號之間的時間差；衰減器有線連接在星間鏈路發(fā)射機與星間鏈路接收機之間，對星間鏈路發(fā)射機的輸出信號電平進行衰減；待標定星間鏈路天線兩兩構成一個測試組合，任意一個測試組合測試時，其中一個待標定星間鏈路天線與星間鏈路發(fā)射機連接，另一個待標定星間鏈路天線與星間鏈路接收機連接，任意一個測試組合中兩個待測量天線之間的距離R保持相同且兩個待測量天線
的波束相互瞄準，其中
權利要求
1. 一種導航衛(wèi)星星間鏈路天線絕對時延標定系統(tǒng)，其特征在于包括基準頻率源、星間鏈路發(fā)射機、星間鏈路接收機、時間間隔計數(shù)器、控制和處理計算機、衰減器、矢量網(wǎng)絡分析儀以及至少三個待標定星間鏈路天線，其中 基準頻率源產(chǎn)生與導航衛(wèi)星的衛(wèi)星鐘頻率相同的基準頻率信號，為星間鏈路發(fā)射機和星間鏈路接收機提供頻率參考； 星間鏈路發(fā)射機利用基準頻率源提供的頻率參考產(chǎn)生星間鏈路傳輸?shù)臏y距信號，并向外提供一個秒脈沖信號作為時間間隔計數(shù)器的一個輸入； 星間鏈路接收機接收星間鏈路測距信號，輸出擴頻測距的偽距值，并向外提供一個秒脈沖信號作為時間間隔計數(shù)器的另一個輸入； 時間間隔計數(shù)器測量星間鏈路發(fā)射機產(chǎn)生的秒脈沖信號與星間鏈路接收機產(chǎn)生的秒脈沖信號之間的時間差； 衰減器有線連接在星間鏈路發(fā)射機與星間鏈路接收機之間，對星間鏈路發(fā)射機的輸出信號電平進行衰減； 待標定星間鏈路天線兩兩構成一個測試組合，任意一個測試組合測試時，其中一個待標定星間鏈路天線與星間鏈路發(fā)射機連接，另一個待標定星間鏈路天線與星間鏈路接收機連接，任意一個測試組合中兩個待測量天線之間的距離R保持相同且兩個待測量天線的波束相互瞄準，其中i 2^·，λ為待測頻率信號中心頻率對應的波長，D為待測天線的直/I徑； 矢量網(wǎng)路分析儀對衰減器、用于有線連接的測試電纜或波導的時延進行標校，得到測量通道的零值； 控制和處理計算機在各秒時刻讀取星間鏈路接收機的偽距測量結果及與該秒時刻對應的時間間隔計數(shù)器所測量的秒脈沖信號時間差，將距離R折算為自由空間傳播時延，將加入待測量天線后的測距信號收發(fā)之間的組合時延扣除測量通道的零值以及自由空間傳播時延后，得到任意一個測試組合中兩個待測量天線各自絕對時延的和，然后通過解方程組的形式獲取各待標定星間鏈路天線的絕對時延。
全文摘要
一種導航衛(wèi)星星間鏈路天線絕對時延標定系統(tǒng)，包括基準頻率源、星間鏈路發(fā)射機、星間鏈路接收機、時間間隔計數(shù)器、控制和處理計算機、衰減器、矢量網(wǎng)絡分析儀以及至少三個待標定星間鏈路天線。待標定星間鏈路天線相互兩兩配對，與星間鏈路發(fā)射機、星間鏈路接收機、衰減器以及之間的電纜組成收發(fā)鏈路。時間間隔計數(shù)器測量星間鏈路發(fā)射機和星間鏈路接收機各自產(chǎn)生的秒信號之間的時間差?？刂坪吞幚碛嬎銠C讀取星間鏈路接收機和時間間隔計數(shù)器的測量值，通過數(shù)據(jù)處理后得到各待標定星間鏈路天線的絕對時延。本發(fā)明的標定系統(tǒng)采用與星間鏈路傳輸信號體制一致的測試信號，測試結果能反映真實的星間鏈路信號傳輸時延，具有較高的測量精度。
文檔編號G01S19/20GK102636790SQ20121008688
公開日2012年8月15日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權日2012年3月26日
發(fā)明者劉家興, 崔小準, 武向軍, 董海青, 鐘兆豐 申請人:北京空間飛行器總體設計部