[发明专利]一种卫星无线电测定业务通道零值的标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星无线电测定业务通道的标定方法。

背景技术

卫星导航系统可发送高精度、全天时、全天候的导航、定位和授时信息，是当今国民经济和国防建设不可或缺的重要空间基础设施。为了建立独立自主的中国卫星导航系统，避免受制于人的局面，我国正在加速进行卫星导航系统研制建设。从2000年开始，我国已经完成了第一代北斗导航定位系统建立，该系统采用RDSS(Radio Determination Satellite Service卫星无线电测定业务)工作模式，并在众多领域得到了应用。此外，授时系统中常常采用卫星透明转发器进行监测站和授时中心站之间的时间传递和校准，卫星的通道设备时延是整个链路传递的一个组成部分，在授时系统投入使用中必须进行通道零值标定。通道的零值标定精度将直接影响RDSS业务用户的测距精度和时间传递精度。

目前，对于频率变换的通道零值标定，主要采用以下两种方法：

(1)基于矢量网络分析仪的方法。该方法采用矢量混频器校准技术，该技术为安捷伦公司(Agilent)发明，它采用校准混频器对基于矢量网络分析仪的测试系统进行校准。这种方法需要转发器自身提供本振信号，而且需要与待测转发器输入/输出对应频率变换关系的高精密时延校准变频器。

(2)基于载波调制的方法。该方法适应于转发器无法给测试和时延标定系统提供本振信号的情况。当调制信号频率远小于载波频率，即可以满足窄带假设时，包络时延就可以近似表示群时延。调制法是通过由一个较低频率正弦波基带信号对射频载波调幅(AM)、调频(FM)或调相(PM)实现的。转发器输入射频在一段频率上进行扫频，转发器输出信号被解调，将解调信号的相位和原来的基带信号的相位比较，从而得到通道各频率点的时延。该方法所得到的时延为传输通带内各频率点的绝对时延，不能准确反映RDSS通道传输特定RDSS业务扩频信号的通道零值。

文献《基于扩频信号的群时延测量方法研究》(《现代电子技术》2010年第1期总地312期pp8～11，作者：沙海、朱祥维、张国柱、孙广富)提出一个采用扩频信号相关的群时延测试方法，但是该方法要求被测件的输入输出必须同频，而无线电测定业务通道的输入和输出频点不同，因此该方法不能用于无线电测定业务通道零值标定。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种操作简便、标定精度高、能准确反映传输特定RDSS业务扩频信号的通道零值标定方法。

本发明的技术解决方案是：一种卫星无线电测定业务通道零值的标定方法，步骤如下：

(1)采用信号源产生卫星无线电测定业务的扩频信号，将扩频信号功分成两路，一路扩频信号送入第一模数转换器，另一路扩频信号通过衰减器衰减后送入卫星无线电测定业务通道，卫星无线电测定业务通道的输出信号通过衰减器衰减后送入第二模数转换器，两个模数转换器使用同一参考时钟同步采样数据；

(2)对于两个模数转换器的输出，分别从相同位置截取相同数目的样本点，并对样本点分别进行希尔伯特变换形成两个复数数据组；样本点从截取位置开始利用正整数顺序编号；

(3)对于两个复数数据组，以其中一个复数数据组作为参考数组，参考数组的中心频率为参考频率，另外一个复数数据组作为处理数组，处理数组的中心频率为处理频率；通过载波旋转器，以参考频率与处理频率的频率差f_c为中心，步进量为f_t，在±Δf范围内生成扫频点对处理数组进行载波旋转，其中步进量ft取不大于500Hz的固定值，Δf取不大于5kHz的固定值；

(4)每进行一次载波旋转，就将参考数组和载波旋转后的处理数组分别进行傅立叶变换后共轭相乘，并将相乘的结果进行逆傅立叶变换；

(5)对所有扫频点载波旋转后再经逆傅立叶变换所得到时域数据幅度求平方值并搜索峰值，确定峰值点对应的样本点序号值；

(6)峰值点对应的样本点序号值乘以采样周期，然后再减去连接电缆、衰减器、功分器的时延，就得到了卫星无线电测定业务通道的零值。

所述步骤(1)中第一模数转换器和第二模数转换器的采样时钟频率均为卫星无线电测定业务通道输入扩频信号或者输出扩频信号中最高频率的两倍以上。

所述步骤(2)中采样数据的截取长度L取值为之间的一个整数，其中N为卫星无线电测定业务信号中一个伪随机码周期内所包含的采样点数目，L_code为一个伪随机码周期内所包含的码片个数，而且L＝2^k，k为一个整数。

本发明与现有技术相比的优点在于：