衛(wèi)星側音測距算法研究與實現.pdf

1、航天測控系統(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、無人實驗飛船、載人飛船、深空探測器等航天運載器和航天發(fā)射器在發(fā)射、在軌及返回階段的重要支持保障系統(tǒng)。航天測控系統(tǒng)經歷了由分散體制向微波統(tǒng)一測控體制的發(fā)展，微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)按照所用統(tǒng)一載波頻段的不同分為：統(tǒng)一S頻段(USB)測控系統(tǒng)、統(tǒng)一C頻段測控系統(tǒng)和統(tǒng)一Ku頻段測控系統(tǒng)。按照測控對象的不同，航天測控系統(tǒng)有導彈測控系統(tǒng)、飛船測控系統(tǒng)和衛(wèi)星測控系統(tǒng)三種。
　　

2、衛(wèi)星測控系統(tǒng)在衛(wèi)星發(fā)射運行過程中的重要性不容忽視，而測距作為測控的一方面是衛(wèi)星發(fā)射及定軌的重要保障。在衛(wèi)星測控系統(tǒng)中用來確定待測目標衛(wèi)星距測控站徑向距離的方式有側音測距、偽碼測距以及側音加偽碼混合測距三種，在統(tǒng)一S頻段(USB)衛(wèi)星測控系統(tǒng)側音測距因其簡單、成熟、高精度得到了廣泛的應用。
　　本文以某項目為背景，提出了一種基于數字相關軟件解模糊的側音測距方法，以數字相關測相為核心，采用數字相關測相直接測量出各測距側音經過待測目標往

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距側音經過待測目標往返后的無模糊相位，從而計算出待測目標距離。
　　微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)調制體制可分為上行載波和下行載波均采用PM調相體制、上行載波FM調頻下行載波PM調相的體制兩種，本文側音測距方法調制體制采用前者。PM調相使用正交調制解調結構，詳細分析了調制解調的原理。分析了在實際應用環(huán)境中，由于目標應答機和地面測控站間的相對位置移動，出現多普勒現象引發(fā)頻率偏移和實現平臺時

4、鐘漂移導致載波頻率不穩(wěn)定引發(fā)的頻偏對測距性能的影響,給出了頻偏導致信號折疊失真的解決方法。分析表明，采用本文側音測距方法，頻偏對低頻測距側音相位延遲沒有影響，在1KHz頻偏內對高頻側音相位延遲影響有限，頻偏對測距的影響反映在距離上也不是很大。
　　本文測距方法主體采用數字實現，信號采樣頻率經過多級變化。在此簡要研究了HB、CIC、FIR濾波器的性質，設計了多級級聯的內插、抽取結構，實現了中頻DDC、DUC。詳細推導了信號在測距過程