衛(wèi)星側(cè)音測距算法研究與實(shí)現(xiàn).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(shí)驗(yàn)飛船、載人飛船、深空探測器等航天運(yùn)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(jīng)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(dǎo)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(yùn)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(biāo)衛(wèi)星距測控站徑向距離的方式有側(cè)音測距、偽碼測距以及側(cè)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(cè)音測距因其簡單、成熟、高精度得到了廣泛的應(yīng)用。
　　本文以某項(xiàng)目為背景，提出了一種基于數(shù)字相關(guān)軟件解模糊的側(cè)音測距方法，以數(shù)字相關(guān)測相為核心，采用數(shù)字相關(guān)測相直接測量出各測距側(cè)音經(jīng)過待測目標(biāo)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(cè)音經(jīng)過待測目標(biāo)往返后的無模糊相位，從而計(jì)算出待測目標(biāo)距離。
　　微波統(tǒng)一測控系統(tǒng)調(diào)制體制可分為上行載波和下行載波均采用PM調(diào)相體制、上行載波FM調(diào)頻下行載波PM調(diào)相的體制兩種，本文側(cè)音測距方法調(diào)制體制采用前者。PM調(diào)相使用正交調(diào)制解調(diào)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)分析了調(diào)制解調(diào)的原理。分析了在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中，由于目標(biāo)應(yīng)答機(jī)和地面測控站間的相對位置移動，出現(xiàn)多普勒現(xiàn)象引發(fā)頻率偏移和實(shí)現(xiàn)平臺時

4、鐘漂移導(dǎo)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(dǎo)致信號折疊失真的解決方法。分析表明，采用本文側(cè)音測距方法，頻偏對低頻測距側(cè)音相位延遲沒有影響，在1KHz頻偏內(nèi)對高頻側(cè)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(shù)字實(shí)現(xiàn)，信號采樣頻率經(jīng)過多級變化。在此簡要研究了HB、CIC、FIR濾波器的性質(zhì)，設(shè)計(jì)了多級級聯(lián)的內(nèi)插、抽取結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了中頻DDC、DUC。詳細(xì)推導(dǎo)了信號在測距過程