深空探测高增益天线在轨定标系统及方法.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CN109039422A(43)申请公布日2018.12.18(21)申请号201810683929.7(22)申请日2018.06.28(71)申请人上海卫星工程研究所地址200240上海市闵行区华宁路251号(72)发明人李金岳牛俊坡王伟陆希褚英志(74)专利代理机构上海段和段律师事务所31334代理人李佳俊郭国中(51)Int.Cl.H04B7/185(2006.01)H04B17/20(2015.01)H04J3/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称深空探测高增益天线在轨定标系统及方法(57)摘要本发明提供了一种深空探测高增益天线在轨定标系统及方法，所述深空探测高增益天线在轨定标系统采用地面站和地面站接收探测器，地面站主要给出高灵敏接收机和大天线，地面站接收探测器发射单信标或残留载波射频信号，找出接收到信号最强的时刻，通过地面站接收探测器反演给出该时刻指向空间的位置。本发明开展天线在轨定标，消除探测器在轨长期飞行中高增益天线对地指向误差，提高通信链路增益值。CN109039422ACN109039422A权利要求书1/1页1.一种深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述深空探测高增益天线在轨定标系统采用地面站和地面站接收探测器，地面站主要给出高灵敏接收机和大天线，地面站接收探测器发射单信标或残留载波射频信号，找出接收到信号最强的时刻，通过地面站接收探测器反演给出该时刻指向空间的位置。2.根据权利要求1所述的深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述深空探测高增益天线在轨定标系统采用上行测控链路来标定高增益天线对地指向，深空探测器通过高灵敏度应答机反演高增益天线接收地面站上行射频信号强度变化，寻找出最大信号强度的方向，计算出高增益天线波束中心轴对地球的位置。3.根据权利要求1所述的深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述深空探测高增益天线在轨定标系统采用下行测控链路来标定高增益天线对地指向，即地面站通过高灵敏度接收系统反演高增益天线对地面站下行射频信号强度变化，寻找出最大信号强度的时刻，通过该时刻计算出高增益天线波束中心轴对地球的位置。4.根据权利要求1所述的深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述深空探测高增益天线在轨定标系统根据距离远近分别使用上行链路定标系统和下行链路定标系统，探测器高增益天线采用恒定角速度螺旋扫描，标定天线对地指向误差，提高天线对地指向精度。5.根据权利要求4所述的深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述下行链路定标系统包括地面站天线、地面高精度接收机、探测器高增益天线、深空应答机和放大器，深空应答机发射单频点信号或残留载波信号，经放大器放大后给高增益天线输出，地面站天线接收探测器发射来信号，经地面高灵敏度接收机求出接收到最大射频信号的时刻，减去空间信号传输延时，该时刻高增益天线扫描到位置为天线对地高精度指向的方向，要求探测器与地面站高精度时统在5ms以内。6.根据权利要求5所述的深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述下行链路定标系统中，探测器高增益天线的恒定功率发给地面，高增益天线扫描，地面站天线接收确认接收信号强度最大值，为探测器高增益天线指向地球的方向，其地面站的位置，与这时器上的地面站坐标进行比对，进行修正误差。7.根据权利要求5所述的深空探测高增益天线在轨定标系统，其特征在于，所述大天线为地面站抛物面大天线，用于接收深空探测器发射出微弱射频信号；大天线具有二维驱动能力，根据探测器飞行轨道，天线波束持续跟踪探测器；地面高精度接收机连接大天线，接收微弱射频信号的进行放大，采用氦气低温放大器，能够识别接收到微弱射频信号的强度。8.一种深空探测高增益天线在轨定标方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、探测器与地面站进行同步校时，时间误差在5ms以内；步骤二、探测器发射单频点信号或残留载波信号，定向天线指向地球，按照恒角速度螺旋扫描；步骤三、地面站接收处理器统计不同时刻接收信号的强度，算出信号强度的分布，找出接收最强信号的时刻；步骤四、探测器根据该时刻，计算出定向天线的当时指向，求出指向误差；步骤五、探测器根据该误差，进行定向天线对地球指向的修正。2CN109039422A说明书1/4页深空探测高增益天线在轨定标系统及方法技术领域[0001]本发明涉及一种在轨定标系统及方法，具体地，涉及一种深空探测高增益天线在轨定标系统及方法，可以应用于火星、金星、土星等深空探测中。背景技术[0002]深空探测依靠高增益天线提高对地通信能力。天线在轨期间需接收地面上行指令，同时向地面发送探测器相关数据。高增益天线通常是大口径抛物面天线，在轨阳光照射和在轨机动等