星地雙向激光通信測距統(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距方式目前最遠(yuǎn)可實現(xiàn)對月測距，對于月球以外的深空飛行器就無能為力了。而采用激光應(yīng)答測距方式可實現(xiàn)對深空飛行器的距離測量。這主要是因為傳統(tǒng)反射激光測距方式和激光應(yīng)答測距方式接收到的信號衰減程度不同，前者激光信號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)答測距體制可極大提高測距距離。本文就是對激光應(yīng)答測距系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進行設(shè)計和相關(guān)仿真驗證。
　　本文根據(jù)再生復(fù)合偽碼測距原理，分析了激光應(yīng)答

2、測距系統(tǒng)的工作原理并提出了系統(tǒng)的工作過程，即在地面測距站產(chǎn)生測距偽碼序列，通過上行信號編碼器、調(diào)制器和激光發(fā)射部分，在測距偽碼序列發(fā)出的同時，偽碼序列做自相關(guān)運算輸出其自相關(guān)波形，在波形最高點時，開啟測距時間計時器，星載終端對接收的上行測距偽碼信號與本地偽碼序列做自相關(guān)運算并輸出其自相關(guān)波形，在波形最高點時，發(fā)送下行測距偽碼信號，地面測距站接收到測距偽碼序列再與本地偽碼序列做自相關(guān)運算并輸出其自相關(guān)波形，波形的最高點作為測距時間計時器的

3、停止信號；地面測距站通過精確測量測時間開啟信號和時間停止信號之間的時間再扣除系統(tǒng)的固定延時，進而得到激光測距信號往返的時間，通過計算給出衛(wèi)星與地面測距站的距離。
　　本文提出了以JPL偽碼序列為測距碼元分析其本身自相關(guān)波形，設(shè)計了偽碼發(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)答測距系統(tǒng)對時間測量的要求，設(shè)計了以FPGA和TDC-GPX聯(lián)合測量高精度時間的工作方案。通過對JPL偽碼序列相關(guān)仿真和10ps的時間測量精度，證明