[发明专利]在轨卫星的转发器群时延测量方法

说明书

本发明提供了一种在轨卫星的转发器群时延测量方法，通过某一地面站两套并址安装的天线及射频信道设备分别独立的开展对待测试卫星转发器的观测，设置两套天线系统不同的观测模式，便可归算出该卫星转发器的群时延。结果表明：该方法能够有效测量卫星转发器群时延，其残差的RMS优于0.3ns，为后续进一步优化提高系统的测定轨精度提供有益参考，同时也可为卫星公司提供卫星转发器的性能评估服务。

技术领域

本发明涉及一种时延测量方法，属于卫星通信、精密时间传递领域。

背景技术

现如今，卫星通信系统已经涉及到各个领域，重要性不断凸现。对于通信卫星来说，转发器是卫星有效载荷的主要组成部分之一。卫星转发器是一个提供卫星发射天线和接收天线之间链路的连接设备，是构成卫星通信的中枢，其功能是使卫星具有接收、处理并重发信号的能力。对它的基本要求是以最小的附加噪声和失真，并以足够的工作频带和输出功率为各地面站有效而可靠地转发无线电信号。目前国际上主要的授时实验室都是通过中继卫星转发器实现远距离的高精度时间频率传递。可以说，卫星转发器的性能直接影响着卫星通信系统的诸多业务。当卫星在轨运行一定时间后，受器件老化等的影响，需要对其在轨状态进行检测评估，而该项工作比在地面时要困难复杂。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在轨卫星的转发器群时延测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：使用某地面站上的两套天线系统A和B相互独立观测待测卫星转发器S，A和B是同源共钟的时频参考，建立AS和BS的星地双向链路，分别得到各自链路地面站至卫星的时延值ρ_AS和ρ_BS，其中，分别为t时刻A和B之间的几何距离除以光速，分别为t时刻A和B及其射频信道设备的设备时延，ε_A、ε_B分别为信号在传输过程中的其他传输延迟，表示用来接收并透明转发的天线A和B分别发射信号时的卫星转发器时延；观测过程中，一套天线始终观测转发器带宽的中心频点，另一套天线根据卫星转发器的有效带宽以及地面站对该卫星的可视时间，从低频至高频对该转发器的有效带宽进行遍历，得到天线A和B的卫星转发器时延之差对于两套天线的坐标组成的基线矢量将基线距离投影到卫星与天线的视方向上，得到基线距离改正量

所述地面站至卫星的时延值采用卫星模拟转发器的绝对测量方法完成。

所述的观测过程中，首先导出一个观测周期的数据进行测试。

本发明的有益效果是：能够针对在轨卫星的转发器群时延进行测量，为后续进一步优化提高系统的测定轨精度提供有益参考，同时也可为卫星公司提供卫星转发器的性能评估服务。

附图说明

图1是卫星转发器群时延测量原理示意图；

图2是基线距离修正原理图；

图3是地面站设备时延测量原理图；

图4是本发明的流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

针对在轨运行卫星的转发器性能测试困难复杂从而影响对卫星精密轨道的确定、轨道预报以及高精度站间时间同步的问题，本发明提出了对卫星的转发器群时延在轨测量的方法实现卫星转发器性能测试。通过某一地面站两套并址安装的天线及射频信道设备分别独立的开展对待测试卫星转发器的观测，设置两套天线系统不同的观测模式，便可归算出该卫星转发器的群时延。结果表明：该方法能够有效测量卫星转发器群时延，其残差的RMS优于0.3ns，为后续进一步优化提高系统的测定轨精度提供有益参考，同时也可为卫星公司提供卫星转发器的性能评估服务。