編隊(duì)小衛(wèi)星星間測距技術(shù)的研究.pdf

1、最近幾年編隊(duì)小衛(wèi)星是關(guān)注度越來越高的一種衛(wèi)星密集編隊(duì)形式,它由一系列的微小型衛(wèi)星組合而成。它與傳統(tǒng)衛(wèi)星的區(qū)別在于自主導(dǎo)航。衛(wèi)星的自主導(dǎo)航就要求衛(wèi)星能夠?qū)崟r的對星間相對狀態(tài)進(jìn)行測量。而星間測距就是其中的一個重要的環(huán)節(jié)。本文在編隊(duì)小衛(wèi)星背景下對星間測距技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　首先,分析了三種適合于編隊(duì)小衛(wèi)星的星間測距方法。選取了載波相位平滑偽碼測距方法,該方法結(jié)合了偽碼測距和載波測距的優(yōu)勢,精度在二者之間。然后對電離層延遲,衛(wèi)星鐘差和相

2、對論效應(yīng)三種誤差進(jìn)行了分析,建立起了星間距離的數(shù)學(xué)模型,從消除誤差的出發(fā)點(diǎn)選擇了雙程雙頻的測距體制。
　　其次,建立了基于雙程偽碼載波聯(lián)合星間測距算法的測距系統(tǒng)。對測距信號的產(chǎn)生與發(fā)射模塊環(huán)節(jié);測距信號的接收及偽碼捕獲環(huán)節(jié),偽碼跟蹤與載波跟蹤環(huán)節(jié)及整周模糊度的求解這三個部分進(jìn)行了研究和仿真。測距信號為偽碼調(diào)相信號,通過把偽碼調(diào)制到雙頻載波,再發(fā)射出去。然后綜合考慮捕獲時間和設(shè)備量,選取了延遲相關(guān)捕獲法作為測距系統(tǒng)的捕獲方法。對于偽

3、碼跟蹤和載波跟蹤環(huán)節(jié),偽碼跟蹤采用偽碼跟蹤環(huán),而載波跟蹤則采用科斯塔斯環(huán)。并選擇了利用偽距和載波相位求解整周模糊度。
　　最后,分析了雙程偽碼載波聯(lián)合星間測距算法產(chǎn)生的誤差,既存在著由于捕獲跟蹤和相對論效應(yīng)產(chǎn)生的固定誤差,也存在著高斯噪聲干擾而帶來的隨機(jī)誤差。根據(jù)仿真結(jié)果得到測距誤差分布與步進(jìn)長度有關(guān)。然后針對固定誤差和隨機(jī)誤差建立了基于統(tǒng)計(jì)模型的校正算法,并對固定誤差和隨機(jī)誤差分別進(jìn)行修正,使測距精度得到提高。
　　綜上，