星地雙向激光通信測(cè)距統(tǒng)一系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)的利用角反射器的激光測(cè)距方式目前最遠(yuǎn)可實(shí)現(xiàn)對(duì)月測(cè)距，對(duì)于月球以外的深空飛行器就無(wú)能為力了。而采用激光應(yīng)答測(cè)距方式可實(shí)現(xiàn)對(duì)深空飛行器的距離測(cè)量。這主要是因?yàn)閭鹘y(tǒng)反射激光測(cè)距方式和激光應(yīng)答測(cè)距方式接收到的信號(hào)衰減程度不同，前者激光信號(hào)隨星地之間的距離有四次方衰減，而后者只有二次方衰減，所以激光應(yīng)答測(cè)距體制可極大提高測(cè)距距離。本文就是對(duì)激光應(yīng)答測(cè)距系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和相關(guān)仿真驗(yàn)證。
　　本文根據(jù)再生復(fù)合偽碼測(cè)距原理，分析了激光應(yīng)答

2、測(cè)距系統(tǒng)的工作原理并提出了系統(tǒng)的工作過(guò)程，即在地面測(cè)距站產(chǎn)生測(cè)距偽碼序列，通過(guò)上行信號(hào)編碼器、調(diào)制器和激光發(fā)射部分，在測(cè)距偽碼序列發(fā)出的同時(shí)，偽碼序列做自相關(guān)運(yùn)算輸出其自相關(guān)波形，在波形最高點(diǎn)時(shí)，開(kāi)啟測(cè)距時(shí)間計(jì)時(shí)器，星載終端對(duì)接收的上行測(cè)距偽碼信號(hào)與本地偽碼序列做自相關(guān)運(yùn)算并輸出其自相關(guān)波形，在波形最高點(diǎn)時(shí)，發(fā)送下行測(cè)距偽碼信號(hào)，地面測(cè)距站接收到測(cè)距偽碼序列再與本地偽碼序列做自相關(guān)運(yùn)算并輸出其自相關(guān)波形，波形的最高點(diǎn)作為測(cè)距時(shí)間計(jì)時(shí)器的

3、停止信號(hào)；地面測(cè)距站通過(guò)精確測(cè)量測(cè)時(shí)間開(kāi)啟信號(hào)和時(shí)間停止信號(hào)之間的時(shí)間再扣除系統(tǒng)的固定延時(shí)，進(jìn)而得到激光測(cè)距信號(hào)往返的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算給出衛(wèi)星與地面測(cè)距站的距離。
　　本文提出了以JPL偽碼序列為測(cè)距碼元分析其本身自相關(guān)波形，設(shè)計(jì)了偽碼發(fā)生、碼跟蹤環(huán)路、下行再生轉(zhuǎn)發(fā)等功能模塊。根據(jù)激光應(yīng)答測(cè)距系統(tǒng)對(duì)時(shí)間測(cè)量的要求，設(shè)計(jì)了以FPGA和TDC-GPX聯(lián)合測(cè)量高精度時(shí)間的工作方案。通過(guò)對(duì)JPL偽碼序列相關(guān)仿真和10ps的時(shí)間測(cè)量精度，證明