衛(wèi)星側(cè)音測(cè)距算法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、航天測(cè)控系統(tǒng)是航天工程不可或缺的重要組成部分，它是各種軌道的人造地球衛(wèi)星、無(wú)人實(shí)驗(yàn)飛船、載人飛船、深空探測(cè)器等航天運(yùn)載器和航天發(fā)射器在發(fā)射、在軌及返回階段的重要支持保障系統(tǒng)。航天測(cè)控系統(tǒng)經(jīng)歷了由分散體制向微波統(tǒng)一測(cè)控體制的發(fā)展，微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)按照所用統(tǒng)一載波頻段的不同分為：統(tǒng)一S頻段(USB)測(cè)控系統(tǒng)、統(tǒng)一C頻段測(cè)控系統(tǒng)和統(tǒng)一Ku頻段測(cè)控系統(tǒng)。按照測(cè)控對(duì)象的不同，航天測(cè)控系統(tǒng)有導(dǎo)彈測(cè)控系統(tǒng)、飛船測(cè)控系統(tǒng)和衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)三種。
　　

2、衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)在衛(wèi)星發(fā)射運(yùn)行過(guò)程中的重要性不容忽視，而測(cè)距作為測(cè)控的一方面是衛(wèi)星發(fā)射及定軌的重要保障。在衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)中用來(lái)確定待測(cè)目標(biāo)衛(wèi)星距測(cè)控站徑向距離的方式有側(cè)音測(cè)距、偽碼測(cè)距以及側(cè)音加偽碼混合測(cè)距三種，在統(tǒng)一S頻段(USB)衛(wèi)星測(cè)控系統(tǒng)側(cè)音測(cè)距因其簡(jiǎn)單、成熟、高精度得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本文以某項(xiàng)目為背景，提出了一種基于數(shù)字相關(guān)軟件解模糊的側(cè)音測(cè)距方法，以數(shù)字相關(guān)測(cè)相為核心，采用數(shù)字相關(guān)測(cè)相直接測(cè)量出各測(cè)距側(cè)音經(jīng)過(guò)待測(cè)目標(biāo)往

3、返后小于2π的相位延遲，然后采用軟件解模糊的方式解算出主測(cè)距側(cè)音經(jīng)過(guò)待測(cè)目標(biāo)往返后的無(wú)模糊相位，從而計(jì)算出待測(cè)目標(biāo)距離。
　　微波統(tǒng)一測(cè)控系統(tǒng)調(diào)制體制可分為上行載波和下行載波均采用PM調(diào)相體制、上行載波FM調(diào)頻下行載波PM調(diào)相的體制兩種，本文側(cè)音測(cè)距方法調(diào)制體制采用前者。PM調(diào)相使用正交調(diào)制解調(diào)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了調(diào)制解調(diào)的原理。分析了在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，由于目標(biāo)應(yīng)答機(jī)和地面測(cè)控站間的相對(duì)位置移動(dòng)，出現(xiàn)多普勒現(xiàn)象引發(fā)頻率偏移和實(shí)現(xiàn)平臺(tái)時(shí)

4、鐘漂移導(dǎo)致載波頻率不穩(wěn)定引發(fā)的頻偏對(duì)測(cè)距性能的影響,給出了頻偏導(dǎo)致信號(hào)折疊失真的解決方法。分析表明，采用本文側(cè)音測(cè)距方法，頻偏對(duì)低頻測(cè)距側(cè)音相位延遲沒(méi)有影響，在1KHz頻偏內(nèi)對(duì)高頻側(cè)音相位延遲影響有限，頻偏對(duì)測(cè)距的影響反映在距離上也不是很大。
　　本文測(cè)距方法主體采用數(shù)字實(shí)現(xiàn)，信號(hào)采樣頻率經(jīng)過(guò)多級(jí)變化。在此簡(jiǎn)要研究了HB、CIC、FIR濾波器的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了多級(jí)級(jí)聯(lián)的內(nèi)插、抽取結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了中頻DDC、DUC。詳細(xì)推導(dǎo)了信號(hào)在測(cè)距過(guò)程