星地联合载波平滑伪距测距方法.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CN108845338A(43)申请公布日2018.11.20(21)申请号201810829479.8(22)申请日2018.07.26(71)申请人西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所）地址610036四川省成都市金牛区茶店子东街48号(72)发明人曾富华徐茂格潘云强冯林高赵卫东(74)专利代理机构成飞(集团)公司专利中心51121代理人郭纯武(51)Int.Cl.G01S19/37(2010.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称星地联合载波平滑伪距测距方法(57)摘要本发明提出的一种星地联合载波平滑伪距测距方法，可以显著地提高卫星测距精度。本发明通过下述技术方案予以实现：卫星扩频测控系统在非相参模式下，卫星接收到地面站上行链路信号后进行解扩、解调、帧同步，再利用自身形成的下行测距信息帧对上行信号采样，将提取地面站帧计数、位计数、扩频伪码计数、码相位和上行多普勒值参数直接放入下行测量帧送至地面站；地面站接收到下行测距信号后进行解扩、解调、帧同步提取得到下行测量帧同步信号，通过对地面站测得的载波相位和码相位完成载波相位平滑伪距功能，同时利用卫星下发的上行码相位和多普勒值，在地面完成卫星接收信号的星上载波相位平滑伪距；最后地面站利用平滑后的码相位进行综合计算完成测距。CN108845338ACN108845338A权利要求书1/2页1.一种星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于包括如下步骤：卫星扩频测控系统在非相参模式下，链路信号在地面站与卫星间进行双程传输，地面站将测量帧经过组帧扩频后，利用上行链路将完成的组帧扩频链路信号发送至卫星；卫星接收到地面站的上行链路信号后进行解扩、解调和帧同步，再利用自身形成的下行测距信息帧对地面站上行信号采样，从采样数据中提取出地面站帧计数、位计数、扩频伪码计数、码相位和上行多普勒值参数，并将这些参数直接放入下行测量帧送至地面站；地面站接收到卫星的下行测距信号后进行解扩、解调、帧同步，提取得到卫星的下行测量帧同步信号，同时对自身形成的上行测量帧信号采样，测量出上行帧计数Z2、位计数W2、扩频伪码计数M2、码相位、载波相位和下行多普勒值Fd2参数；地面站通过对地面站测得的载波相位和码相位,完成地面站接收信号载波相位平滑伪距，同时利用卫星下发的上行码相位、上行伪多普勒值，在地面站完成卫星接收信号的星上载波相位平滑伪距，降低星上上行码相位测量误差；最后地面站利用地面站测量的帧计数、位计数、扩频伪码计数，以及星上下发的帧计数、位计数、扩频伪码计数、平滑后的码相位参数，进行综合计算完成测距。2.按权利要求1所述的星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于，卫星测量出卫星接收到的上行测量帧的帧计数Z1、位计数W1、扩频伪码计数M1、码相位P1、上行多普勒值Fd1参数直接放入下行测量帧中送至地面站。3.按权利要求1所述的星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于，地面站接收到卫星传输的下行测距信号后进行解扩、解调、帧同步，提取出卫星下行测量帧中填充的帧计数Z1、位计数W1、扩频伪码计数M1、码相位P1和上行伪多普勒值Fd1参数，同时提取出下行测量帧同步信号，并对自身形成的上行信号采样，测量出此时地面站上行信号的帧计数Z2、位计数W2、扩频伪码计数M2、码相位P2、载波相位Φ2和下行多普勒值Fd2参数。4.按权利要求1所述的星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于，地面站利用载波相位Φ2对码相位P2进行载波相位平滑伪距，将地面站载波相位平滑伪距表示为其中，k表示采样离散时刻，ω为权重因子，P2(k)表示时刻k时地面测量出的伪码相位，λ表示载波波长，Φ2(k)表示时刻k时地面测量出的载波相位，表示经过载波相位平滑后第k时刻的伪码相位。5.按权利要求4所述的星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于，为了降低卫星测得的码相位P1的误差，地面站利用卫星下发的码相位P1和上行多普勒值Fd1，通过上行多普勒值对伪码相位进行载波相位平滑伪距。6.按权利要求5所述的星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于，地面站利用星上下发测量帧中填充的多普勒值，对星上下发测量帧中填充的伪码相位进行载波相位平滑伪距，将时间区间tk-1～tk内的载波相位平滑伪距表示为然后地面站利用地面站测得的自身产生的上行信号的帧计数、位计数、扩频伪码计数，星上下发的帧计数、位计数、扩频伪码计数，以及平滑后的码相位参数，进行综合计算完成测距功能。7.按权利要求1所述的一星地联合载波平滑伪距测距方法，其特征在于，卫星扩频测控2CN108845338A权利要求书2/2页系统采用非相干测距，星上独立形成下行测距帧信号，即地面站通过上行链路扩频信号将测距帧发送至卫星