[发明专利]利用双向通信传输帧同步码测量距离速度钟差频差的方法

说明书

本发明属于航天测控运控新体制方案保护领域，涉及利用空间通信链路实现高速数据传输、测距测速、时频传递的一种方案，具体涉及一种利用双向通信传输帧同步码测量距离速度钟差频差的方法，其包括基于双向激光通信链路的距离、速度、钟差、频差测量过程。因此，采用本发明可利用双向通信链路一体化实现数据传输的同时，一体化完成高精度距离、速度、钟差、频差测量，为实现航天测控运控和航天应用系统信息传输、测定轨、时间统一提供支撑，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于航天测控运控新体制方案保护领域，涉及利用空间通信链路实现高速数据传输、测距测速、时频传递的方案，具体涉及一种利用双向通信传输帧同步码测量距离速度钟差频差的方法，用以实现星地、星间链路数据传输、测距测速、时频传递一体化，并且可用于航天测控运控、空间信息获取网、空间时空基准网、空间信息传输网(天地一体化信息网)等航天应用系统。

背景技术

信息传输、测定轨、时间统一是未来航天测控运控和应用系统的关键技术支撑。航天应用主要包括信息获取、信息传输、时空基准三大领域。

信息获取应用领域主要包括各类对地遥感、测绘、侦查卫星，以及导弹预警、空间目标监视等态势感知卫星。对这类卫星，为了提高其测量精度，需要卫星系统自身能够具有较高的定轨精度和时间同步精度，同时，还要将其获取的海量信息通过空间信息传输系统的高速通信链路下传至地面用户。

信息传输应用领域主要包括通信、中继卫星系统，未来还要构建天地一体化信息网络，以满足全球天、地基用户的信息传输需求。对这类卫星，为了提高其服务性能，除具备高速信息传输功能外，也要求卫星系统具备较高的定轨精度和时间同步精度。

时空基准应用的导航卫星系统，首先需要保证很高的定轨精度和时频基准精度，同时也要建立星间、星地信息传输链路，以满足自主定轨和必要的数据通信需求。

总之，星间、星地通信链路是未来航天测控运控和应用系统必备的基础设施，而高精度测定轨和时间统一是未来航天应用系统必备的功能。

因此，急需一种技术实现方案，能够利用星间、星地通信链路，在实现信息传输的同时，一体化实现测距测速和钟差频差测量(时频传递)功能，为实现航天测控运控和航天应用系统信息传输、测定轨、时间统一提供实测数据。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种利用双向通信传输帧同步码测量距离、速度、钟差、频差的方法，可以利用星地、星间双向通信链路一体化实现数据传输、测距测速、时频传递功能，进而为航天测控运控和航天应用系统一体化实现信息传输、测定轨、时间统一提供一个有效的解决方案。

本发明的利用双向通信传输帧同步码测量距离速度钟差频差的方法包括：利用适当的载波信号(微波、太赫兹或激光)建立空间通信链路；在基带信号传输帧格式设计中，采用一定方式设计“测量帧”识别标识，并按照测量频率要求将“测量帧”设置为固定周期分布；利用“测量帧”识别标识实时识别并精确测量其帧同步码(32bit帧头)末位下降沿出发及到达时刻的绝对时间；综合两端“测量帧”出发及到达时刻绝对时间测量值，即可计算双端之间的距离、距离变化率、钟差、频差。

综上，本发明的方法利用双向通信信道，仅通过增加“测量帧”识别信息和帧同步码到达时间测量模块可利用双向通信链路在实现数据传输的基础上，增加距离、速度、钟差、频差测量功能，进而实现数据传输、测距测速及时频传递等多种功能一体化。

可见，本发明的方法充分利用已有通信链路资源，仅作少量技术升级，方法简单易行，效益显著，其工作过程包括下述步骤：

链路两端的激光终端采用适当的捕获跟踪策略，实现相互间的捕获与跟踪，成功建立星地/星间双向通信链路。