星地測控鏈路高精度時頻同步關(guān)鍵技術(shù)與驗證.pdf

1、建立完備的星地測控網(wǎng)絡(luò)是各國大力發(fā)展航空航天工業(yè)的重要原因之一，不論是導(dǎo)航定位系統(tǒng)，或是氣象遙感系統(tǒng)，均屬于星地測控網(wǎng)絡(luò)的范疇。憑借出色抗干擾能力，直接序列擴頻一直以來都是星地測控鏈路通信方式的首選。作為完成預(yù)定測控功能的前提，實現(xiàn)擴頻信號的時頻同步非常關(guān)鍵。
　　然而，特殊的通信環(huán)境和外部條件給接收信號帶來兩方面的影響：過長的通信距離與惡劣的信道使得接收信號功率大幅衰減，信噪比極低；衛(wèi)星的高動態(tài)特性使接收信號的多普勒效應(yīng)加劇。若

2、不對接收信號進行精確的時頻同步，整個測控業(yè)務(wù)將面臨失敗。
　　為此，論文針對采用直接序列擴頻的星地測控鏈路的時頻同步關(guān)鍵技術(shù)展開研究，主要包括：
　　一、針對鏈路5s的捕獲時間要求以及最高達?150kHz的多普勒頻偏，調(diào)研偽碼捕獲的三種方法，選擇基于FFT的偽碼快速捕獲與多普勒頻偏一維搜索相結(jié)合，差分相干積分45次提高信噪比。通過對接收信號先頻偏預(yù)補償，然后進行一次FFT運算與一次IFFT運算并差分相干積分45次后判決，在4

3、.515s內(nèi)完成偽碼捕獲。
　　二、針對偽碼相位抖動，根據(jù)經(jīng)典的偽碼跟蹤環(huán)路提出一種5路并行的偽碼跟蹤環(huán)路設(shè)計方案。通過給5條支路分別設(shè)置不同的偽碼偏移，取與接收數(shù)據(jù)相關(guān)運算結(jié)果最大的支路作為最佳采樣支路，完成偽碼相位跟蹤，精度可達1/4碼片。
　　三、針對多普勒頻偏預(yù)補償后的殘余頻偏，使用對調(diào)制數(shù)據(jù)不敏感 Costas環(huán)進行相位差的鎖定、補償并計算出頻差反饋至多普勒頻偏預(yù)補償。完成上述方案設(shè)計的Simulink仿真。