[发明专利]一种用于高轨遥感卫星的精密测距系统

说明书

本发明涉及一种用于高轨遥感卫星的精密测距系统，包括测距应答机、测控固放、测距自校设备、双工器和测控天线；所述测距自校设备接收双工器发送的上行射频信号以及测控固放发送的下行射频信号，下行射频信号一路经双工器发送给地面测控站，另一路与上行射频信号进行合路后，发送给测距应答机；测距应答机接收合路后的信号，并生成包含卫星本身距离零值的下行信号，经测控固放进行放大后发送给测距自校设备。本发明优化了测距应答机软件设计，考虑到了卫星本身距离零值，可以将系统测距值控制在5cm以内。本发明在重量、功耗不增加的前提下，实现了星地精密测距功能和系统测距自校功能，与现有技术相比，提高了系统测距精度。

技术领域

本发明涉及一种用于高轨遥感卫星的精密测距系统的设计及其实现方法。

背景技术

遥感卫星的精密测距、定轨是实现目标成像的重要因素，遥感卫星的测距和定轨指标远远高于其他卫星。低轨遥感卫星依靠GPS系统进行测定轨，轨道确定精度可至厘米级。高轨遥感卫星无法使用GPS系统，而常规高轨(GEO轨道)测距定轨技术满足不了高轨遥感卫星测距定轨要求。

本发明所涉及领域的现状：1)GPS系统可以对低轨遥感卫星进行精密定轨，无法应用于高轨遥感卫星；2)静止轨道常规测距定轨技术仅可以实现测距精度10米、定轨精度公里级，无法满足高轨遥感卫星精密测距、定轨指标要求。

如何提高高轨遥感卫星的测距精度，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于高轨遥感卫星的精密测距系统。该系统可以实现5厘米的测距精度，50米的定轨精度，解决了高轨遥感卫星的精密测距、定轨问题。

本发明的技术解决方案是：

提供一种用于高轨遥感卫星的精密测距系统，包括测距应答机、测控固放、测距自校设备、双工器和测控天线；

所述测控天线接收地面测控站发射的上行射频信号经给双工器发送给测距自校设备；

所述测距自校设备接收双工器发送的上行射频信号以及测控固放发送的下行射频信号，下行射频信号一路经双工器发送给地面测控站，另一路与上行射频信号进行合路后，发送给测距应答机；

所述测距应答机接收合路后的信号，并生成包含卫星本身距离零值的下行信号，经测控固放进行放大后发送给测距自校设备。

优选的，所述测距自校设备包括合路器、自校变频控制模块和耦合器；

合路器接收上行射频信号和自校变频控制模块输出的下行信号；耦合器接收测控固放发送的下行射频信号后分成两路，一路发送给双工器，另一路发送自校变频控制模块；自校变频控制模块调节下行射频信号的输出功率与上行射频信号的功率匹配，将下行频率变频至上行频率后，输出信号至合路器；合路器将双工器发送的上行射频信号和自校变频控制模块过来的下行射频信号合成后，发送给测距应答机。

优选的，地面测控站接收到下行射频信号，进行解扩、解调、帧同步后，提取出下行测量信息帧，通过所发出的上行测量信息帧和下行测量信息帧的时间差计算出卫星距离地面的测距值；同时提取下行测量信息帧中的卫星本身距离零值，将卫星距离地面的测距值减去卫星本身距离零值，进行校正，得到修正后的卫星距离地面的测距值。

优选的，测距应答机上行射频信号的测量信息中的和下行射频信号的测量信息。

优选的，测距应答机计算卫星本身距离零值的方法如下：

(1)提取上行射频信号的测量信号中的测量帧信息中的码片时间测量数据T；

(2)提取下行射频信号的测量信号中的测量帧信息中的测距码周期测量数据N；

(3)计算距离零值D采用如下公式：