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适用于CEI的GEO卫星相时延解算方法及试验

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宇航学报 2020年第12期41卷 1579-1587页

作者：黄磊刘友永陈少伍孟玮李海涛北京跟踪与通信技术研究所北京100094 中国电子科技集团公司第五十四研究所石家庄050081

为解决在实际航天任务中利用连线干涉测量(CEI)技术进行高精度GEO卫星定轨以及共位GEO卫星相对定位时面临的载波相位整周模糊度难题,提出了一种基于卫星下行信号的多弧段融合相位模糊度解算方法,它通过相邻多弧段载波相位值和窄带信号... 详细信息

为解决在实际航天任务中利用连线干涉测量(CEI)技术进行高精度GEO卫星定轨以及共位GEO卫星相对定位时面临的载波相位整周模糊度难题,提出了一种基于卫星下行信号的多弧段融合相位模糊度解算方法,它通过相邻多弧段载波相位值和窄带信号群时延值的融合处理可精确获得无模糊载波相时延观测量。对提出的方法进行了性能仿真和实际外场试验验证,结果表明:在20 km基线上,利用北斗GEO卫星的伪码测距信号和天链卫星的测控信号均成功实现了S频段解载波整周相位模糊,相时延测量精度优于0.1ns,对应GEO卫星定轨精度优于54 m。该方法在国内首次实现了在几十km基线量级上利用几百kHz窄带测控信号获得无模糊载波相时延,具有较好的工程应用前景。

关键词：连线干涉测量(CEI) 干涉测量地球静止轨道(GEO) 相时延

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北斗GEO卫星CEI相时延解算方法研究

中国空间科学技术 2020年第6期40卷 123-130页

作者：陈少伍王静温黄磊徐得珍北京跟踪与通信技术研究所北京100094 北京遥测技术研究所北京100094

连线端站干涉测量(connected element interferometry,CEI)是高精度测角技术,在中高轨卫星、月球及深空航天器定轨定位中有良好的应用前景。基于CEI技术特点,提出了一种新的测量方法,即在相干测距模式下利用测距音和载波信号作为信号源... 详细信息

连线端站干涉测量(connected element interferometry,CEI)是高精度测角技术,在中高轨卫星、月球及深空航天器定轨定位中有良好的应用前景。基于CEI技术特点,提出了一种新的测量方法,即在相干测距模式下利用测距音和载波信号作为信号源进行连线端站干涉测量。构建了CEI试验系统对北斗GEO卫星进行观测,利用相干测距模式下的下行信号解算群时延、相时延。利用北斗GEO卫星精密星历计算的时延理论值,对北斗GEO卫星CEI群时延和相时延结果进行评估。结果表明,相干测距模式下CEI群时延和相时延残差均值分别为0.47 ns、0.08 ns,标准差(3σ)分别4.2 ns、0.13 ns。该项研究验证了相干测距模式下CEI相时延解算的可行性,可为共位地球同步卫星精密相对定位、月球探测器CEI测量提供技术参考。

关键词：连线端站干涉测量测距信号北斗GEO卫星相时延群时延辅助相时延

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基于模糊度部分解算的高精度相时延估计方法

电信技术研究 2017年第4期 9-14页

作者：赵培焱彭华峰石芹

传统时延估计的精度严重受限于信号带宽而无法进一步提高。针对该问题，本文提出了一种基于模糊度部分解算的相时延估计方法。首先，定量分析了整周模糊解算对相时延的影响，并提出了模糊求解置信度指标，更加精细地表征了模糊度解算的... 详细信息

传统时延估计的精度严重受限于信号带宽而无法进一步提高。针对该问题，本文提出了一种基于模糊度部分解算的相时延估计方法。首先，定量分析了整周模糊解算对相时延的影响，并提出了模糊求解置信度指标，更加精细地表征了模糊度解算的可靠性：然后以群时延的时间均值作为模糊度解算的依据，进行整周模糊的部分解算：最后再结合信号互相关谱的相位信息得到高精度相时延估计。仿真结果表明，基于模糊度部分解算的相时延估计方法可将时延估计精度大幅度提升。

关键词：时延估计群时延相时延整周模糊

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基于尺度变换的相时延混合估计方法

电信技术研究 2018年第4期 8-14页

作者：赵培焱邓兵彭华峰杨云龙不详

针对传统相时延解模糊方法在预估值低精度的情况下解算正确率低的问题,提出了一种基于尺度变换的相时延混合估计方法。首先,通过广义互相关算法获得低精度的相时延预估值:其次,利用中国余数定理的变尺度效应构建出相时延估计的混合模型... 详细信息

针对传统相时延解模糊方法在预估值低精度的情况下解算正确率低的问题,提出了一种基于尺度变换的相时延混合估计方法。首先,通过广义互相关算法获得低精度的相时延预估值:其次,利用中国余数定理的变尺度效应构建出相时延估计的混合模型:最后,用低精度预估值引导混合模型解模糊,得到高精度的相时延。仿真实验表明,所提方法既保留了相时延估计的高精度特性,又显著地降低了解模糊对预估值精度的限制。

关键词：时延估计群时延相时延整周模糊

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嫦娥2号卫星VLBI相时延的研究

嫦娥2号卫星VLBI相时延的研究

中国宇航学会深空探测技术专业委员会第九届学术年会

作者：吴亚军刘庆会陈冠磊张秀忠郑鑫朱人杰贺庆宝中国科学院上海天文台

VLBI技术作为深空测控的主要手段之一,在探月工程中发挥了重要的作用。目前CE2卫星正在飞向距离地球一千万公里的小行星。随着距离越来越远,地面接收的VLBI信标有效带宽越来越窄、信噪比越来越低,群时延的测量精度会急剧下降,给测定轨... 详细信息

VLBI技术作为深空测控的主要手段之一,在探月工程中发挥了重要的作用。目前CE2卫星正在飞向距离地球一千万公里的小行星。随着距离越来越远,地面接收的VLBI信标有效带宽越来越窄、信噪比越来越低,群时延的测量精度会急剧下降,给测定轨带来了很大的挑战。本文尝试以相时延为观测量,以群时延作参考求解相时延的模糊度,分析群时延和相时延的测量误差,并对CE2数据做了初步处理,证明该方法有很高的研究价值。

关键词：甚长基线干涉(VLBI) CE2卫星相时延群时延相位模糊度

来源： cnki会议评论

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可编程微波光纤延迟线时延特性分析与测量

仪器仪表学报 2009年第11期30卷 2237-2242页

作者：张春熹张晓青胡姝玲陈亦男胡汉伟北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院北京100191

本文采用激光器、光调制器、可编程光纤延时阵列及光探测器等构成了新型的微波光纤延迟线系统,对系统的发射、传输和接收三个组成模块进行了理论分析,建立了各模块及系统的数学模型,对系统的传输特性和时延特性进行了仿真。结果表明,此... 详细信息

本文采用激光器、光调制器、可编程光纤延时阵列及光探测器等构成了新型的微波光纤延迟线系统,对系统的发射、传输和接收三个组成模块进行了理论分析,建立了各模块及系统的数学模型,对系统的传输特性和时延特性进行了仿真。结果表明,此类微波光纤延迟线可视为线性系统。并采用矢量网络分析仪对系统进行了实测,幅频特性和相频特性在合理频带范围内均接近于理想情况,群时延测量结果与理论计算一致,延时精度达到10ps以内。

关键词：微波光纤延迟线相时延群时延矢量网络分析仪

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卫星干涉测量的数采设备设计与实现

卫星干涉测量的数采设备设计与实现

作者：郭鹏嵩中国科学院大学(中国科学院国家授时中心)

学位级别：硕士

人造卫星的应用已经深入到多个领域,包括但不限于通信、航天、军事、导航、科学探测研究以及天气预报等。随着这些应用趋于成熟,对人造卫星的要求也越来越高。精确确定人造卫星的轨道是扩展其应用的一个重要前提,也是高精度定位、导航... 详细信息

人造卫星的应用已经深入到多个领域,包括但不限于通信、航天、军事、导航、科学探测研究以及天气预报等。随着这些应用趋于成熟,对人造卫星的要求也越来越高。精确确定人造卫星的轨道是扩展其应用的一个重要前提,也是高精度定位、导航等的基础。目前主要的精密测轨手段多为主动式测定轨,主动式测定轨技术对星上载荷和地面站有一定的限制。对于不具备待测条件或者非合作的卫星,就需要使用被动测定轨技术。干涉测量是一种被动测量手段,不占用星上资源,因此可用于任何卫星的轨道测定。传统的干涉测量不便于开展卫星观测。干涉测量技术在天文学、测地学和深空导航等领域受到广泛应用,具有高角分辨率的优点。但是传统的干涉测量多用于观测河外射电源,天线口径大、基线跨度长,数据采集系统复杂、造价昂贵且时效性差的缺点,不便于卫星被动式测定轨的发展和推广。数据采集设备是干涉测量系统中的核心设备,担负着中频信号的采集和记录的工作。基于射电源观测发展起来的干涉测量系统中的数据采集设备虽然可观测宽带宽、精度高,但是也有着造价昂贵、运维困难、数据量大等特点,不便于卫星观测的开展。为解决传统技术中存在的问题,本文针对于卫星信号强、信号带宽窄的特点,设计开发了基于干涉测量的数据采集系统,并使用小口径天线系统搭建了一套卫星被动式测定轨试验平台开展测试研究,该系统可直接搭载目前通用的常规卫星通信地面系统,测轨精度可达皮秒量级,与成熟的中国第2代VLBI数据采集系统(Chinese VLBI data acquisition system,CDAS)CDAS2系统精度相当。本文的研究工作包括以下几个方面:(1)论文首先概述了国内外主要卫星轨道测量测定手段以及干涉测量系统中数据采集设备的发展历程。着重描述了干涉测量原理,并对涉及到相关处理的基本原理进行了数学描述与公式解释。(2)基于软件定义接收机平台设计开发了一款用于卫星观测的数据采集系统。该设备在实验室分别通过不同参考源对设备时延影响、长时间运行状态、开关机性能、设备时延温度效应等进行了测试,测试结果表明,该设备可以满足干涉测量要求。(3)在国家授时中心已有的天线系统上,使用该数据采集设备搭建试验平台并开发相关的数据采集程序,建立了自动化采集系统,并开发了相关处理程序。通过短基线分别对多颗卫星进行观测,成功采集到了卫星信号数据,并通过相关处理获得干涉条纹,取得较好的成果。结果表明:以两行轨道数据(Two Line Elements,TLE)或广播星历计算的理论轨道为参考,实测值与理论值相比,残差的均方根(Root Mean Square,RMS)优于10ps。

关键词：干涉测量相时延数据采集设备地球同步轨道卫星

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群时延畸变的测试和均衡

移动通信 1974年第5期 24-28页

载波通信系统的业务现正迅速地扩充到数据传输。在数据传输,载荷信息的信号不是纯正弦波,而是脉冲群,它们经过传输通路如受到过多畸变,接收端就可能无法正确辨认,以致发生误差。载波通路的衰耗一频率特性和相移一频率特性的非线性,使脉... 详细信息

载波通信系统的业务现正迅速地扩充到数据传输。在数据传输,载荷信息的信号不是纯正弦波,而是脉冲群,它们经过传输通路如受到过多畸变,接收端就可能无法正确辨认,以致发生误差。载波通路的衰耗一频率特性和相移一频率特性的非线性,使脉冲发生畸变,严重时甚至引起误差。在实际上,相一频特性的非线性由测量群时延一频率畸变来表达。在电话通信,载波通路的群时延无关重要,但在数据传输,则群时延畸变变得重要了。不论载波话路300~3,400赫,12路基群60~108千赫,60路超群312~552千赫,如欲用于数据传输,必须对群时延畸变做准确测量和彻底均衡。

关键词：时延畸变数据传输频率畸变时间分隔法传输通路正弦波基群频率振荡器相时延复合波载波频率载波通信系统群时延

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太阳风暴对深空探测VLBI技术的影响

太阳风暴对深空探测VLBI技术的影响