[发明专利]扩频测控接收机测距环路

说明书

技术领域

本发明涉及一种在飞行器测控系统中的基于信号重建的扩频测控接收机测距环路。

背景技术

在飞行器测控系统中，获得地面站接收机与飞行器的精确距离一直是系统需要解决的主要问题之一。近些年来，系统任务对飞行器测定轨精度要求的不断提升，进而对高精度测距性能的要求日趋显著。当前，传统的扩频测控接收测距环路主要选用图2所示的接收测距环路，在鉴别器超前滞后间距为1个码片的条件下，其测距随机误差主要由码环的同步跟踪误差决定，其计算公式如下，

其中，T_c为扩频码码元时间宽度，B_n为码环带宽，T_p为预检测积分时间，C/N_o为载噪比。

从公式中可以看出，在不改变扩频码码元时间宽度T_c和不增加载噪比C/N_o的前提下，提升接收机测距精度的方式可归纳为以下两种：1)增大预检积分时间T_p；2)减小码环的环路带宽B_n。

式中，

部分体现了非相干积分的平方损耗，假若能够增加相干积分时间，即预检积分时间T_p，便可减少取幅度值后鉴别器的平方损耗，提高测距精度。由于存在被调数据符号的随机翻转，且码环中符号翻转随机，因此，相干积分时间T_p值无法进一步增加，一般取T_p＝2/R_b，R_b为被调数据符号速率。

此外，式中，减小B_n也可以达到减少码环的同步跟踪误差提高测距精度的目的，但由于环路适应飞行器相对运动动态应力的问题，B_n难以进一步减小，一般取值为10～15Hz；假若采用载波环路辅助码环，即载波换环路滤波器输出结果经过一个比例器k与码环滤波器输出，B_n取值可减少至0.5～2Hz。

上述针对扩频测控的测距码环设计方法，归纳存在的缺陷如下：

环路存在非相干积分的平方损耗，且由于存在被调数据符号翻转随机性，相干积分时间T_p值无法进一步增加，影响码环路同步跟踪误差的减小。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种不受被调数据符号翻转，能够提升相干积分时间，避免非相干积分平方损耗，提高环路测距精度的扩频测控接收机测距环路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种扩频测控接收机测距环路，包括第一跟踪环路201，第二跟踪环路202，其特征在于：第二跟踪环路202的PN码发生器208在注入初始移位寄存器状态后形成超前半个码片与滞后半个码片的两路PN码，分别与第一跟踪环路201恢复出的被调数据符号d(t-N₀T_s)相乘形成两路超前滞后扩频基带信号，并与第三延时缓存205、第四延时缓存206输出超前滞后载波信号进行相乘运算，形成I、Q正交的各两路超前、滞后扩频数字中频信号；两路超前滞后I、Q正交信号与第五延时缓存207延时输入的扩频数字中频信号进行相乘、相干积分、取幅度值以及误差检测后，形成重建信号与输入扩频信号的相关鉴相；鉴相误差送入码环路滤波器209进行环路滤波后，鉴相误差与第一跟踪环路201的码多普勒频率结合，送入PN码数字控制振荡器NCO210驱动PN码发生器208的码钟，产生第二跟踪环路202的超前码PN_E、滞后码PN_L和正对码PN_P；第一跟踪环路、第二跟踪环路202初始工作时，PN码发生器208的移位寄存器状态由第一跟踪环路201的PN码发生器移位寄存器延时N₁T_s后初始注入，其中，T_s为采样时间间隔，N₁为延时的采样时间间隔个数。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：