低轨卫星TDMA动中通系统的返向链路多普勒频移估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113708874A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110973081.3(22)申请日2021.08.24(71)申请人四川安迪科技实业有限公司地址610041四川省成都市高新区天府五街200号1号楼3层A、B区(72)发明人贺俊文(74)专利代理机构成都诚中致达专利代理有限公司51280代理人阮涛曹宇杰(51)Int.Cl.H04J3/06(2006.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图4页(54)发明名称低轨卫星TDMA动中通系统的返向链路多普勒频移估计方法(57)摘要一种透明转发低轨卫星TDMA动中通系统的返向链路多普勒频移估计方法，包括以下步骤：预先计算卫星/主站传输时延与星历时间的函数、卫星线速度与星历时间的函数和卫星对主站的径向速度与星历时间的函数；估算出返向突发到达卫星的星历时间；估算出发送返向突发的星历时间；分别估算出卫星对主站的径向速度和卫星对端站的径向速度；根据卫星对端站的径向速度估算出返向上行链路多普勒频移；根据卫星对主站的径向速度估算出返向下行链路的多普勒频移；将返向上行链路和返向下行链路的多普勒频移相加，得到整个返向链路的多普勒频移。本方法采用了基于线性近似的外推估计法，计算简便；在卫星星历信息准确的条件下，可以获得良好的估计性能。CN113708874ACN113708874A权利要求书1/3页1.一种透明转发低轨卫星TDMA动中通系统的返向链路多普勒频移估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立直角坐标系以星历时间t为横坐标，并以返向突发BF[n]到达主站目标时隙的期望星历时间tn为横坐标原点；以卫星/主站间的传输时延τ′SAT/HUB(t)为纵坐标，并以0为纵坐标原点；S2、在直角坐标系中，建立两个线性方程：一个是反恒等直线方程l1:τ′SAT/HUB(t)＝‑t，另一个是卫星/主站传输时延与星历时间的函数τSAT/HUB(t)＝g1(t)的坐标平移版本τ′SAT/HUB(t)＝τSAT/HUB(t+tn)＝g1(t+tn)在区间[‑T,0]上的局部近似直线段方程l2:T是一个时间增量，且表示返向下行链路自由空间传输时延的最大值；S3、求解直线l1和直线段l2的交点坐标tintersect；S4、估算返向突发BF[n]到达卫星的星历时间，得t′n＝tn+tintersect；S5、建立直角坐标系以星历时间t为横坐标，并以返向突发BF[n]到达卫星的星历时间t′n为横坐标原点；以卫星/端站间的传输时延τ′SAT/RCST(t|t′n)为纵坐标，并以0为纵坐标原点；S6、在直角坐标系中，建立两个线性方程：一个是反恒等直线方程l3:τ′SAT/RCST(t|t′n)＝‑t，另一个是卫星/端站传输时延与星历时间的函数τSAT/RCST(t|t′n)＝g2(t)的坐标平移版本τ′SAT/RCST(t|t′n)＝τSAT/RCST(t+t′n|t′n)＝g2(t+t′n)在区间[‑Tα,0]上的局部近似直线段方程l4:Tα是一个时间增量，表示返向上行链路自由空间传输时延的最大值，形如f(t|t′n)的函数是关于t′n的条件函数，表示在参数t′n确定的条件下，建立的关于变量t的函数；S7、求解直线l3和直线段l4的交点坐标t′intersect；S8、估算发送返向突发BF[n]的星历时间，得t″n＝t′n+t′intersect；S9、建立直角坐标系以星历时间t为横坐标，并以返向突发BF[n]到达卫星的星历时间t′n为横坐标原点；以卫星线速度v(t′n)的方向与卫星/端站连线的夹角θ′SAT/RCST(t|t′n)为纵坐标，并以0为纵坐标原点；S10、在直角坐标系中，建立卫星线速度v(t′n)的方向与卫星/端站连线的夹角θSAT/RCST(t|t′n)与星历时间的函数θSAT/RCST(t|t′n)＝s2(t)的坐标平移版本θ′SAT/RCST(t|t′n)＝θSAT/RCST(t+t′n|t′n)＝s2(t+t′n)在区间[‑Tα,0]上的局部近似直线段方程l5:2CN113708874A权利要求书2/3页S11、估算卫星线速度v(t′n)的方向与卫星/端站连线的夹角θSAT/RCST(t″n|t'n)；S12、根据预先计算的两组参数：卫星在地心地固(ECEF)坐标系下的线速度与星历时间的函数v(t)＝q(t)和卫星对主站的径向速度与星历时间的函数vSAT/HUB(t)＝h1(t)，以及返向突发BF[n]到达卫星的星历时间t′n和卫星线速度v(t′n)的方向与卫星/端站连线的夹角θSAT/RCST(t″n|t′n)，分别估算出卫星对主站的径向速度vSAT/HUB(t