[发明专利]深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法和装置

说明书

本发明公开了一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，包括：通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；根据第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。根据本发明的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。

技术领域

本发明涉及深空通信技术领域，特别涉及一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法和一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置。

背景技术

在深空探测任务中，由于卫星与地球距离十分遥远，往往达数亿公里，因此天线波束指向误差的在轨定标面临着严峻的挑战。我国在最远距离(约45万公里)上实现过的CE-4中继星的天线标定采用遥控来完成，而在深空探测任务的天线标定中，由于信号传输距离遥远，因此传统的遥控机制很难实现。

相关技术中，针对深空探测任务的天线标定，主要是基于程控来实现的。然而，由于在探测器探测过程中，定向天线要经历长时间的严酷环境，并有多次动作，因此，基于程控的天线标定方法无法准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。

本发明的第二个目的在于提出一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，包括：通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。

根据本发明实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率，并获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率，以及根据第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。由此，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。

另外，根据本发明实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率包括：接收用户输入的场景参数和链路参数；根据所述场景参数建立所述深空探测器与地面站通信的仿真场景，并计算所述深空探测器与所述地面站在仿真时段内的信号传输距离；根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率。

根据本发明的一个实施例，所述场景参数包括场景仿真时间、所述深空探测器的轨道参数和地面站的位置，所述链路参数包括信号频率、所述深空探测器的信号发射功率、所述深空探测器的发射天线增益、所述地面站的接收天线增益、天线极化损耗和大气损耗。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率包括：根据所述信号频率、所述信号传输距离和光速计算自由空间传播损耗；根据所述自由空间传播损耗、所述信号发射功率、所述发射天线增益、所述接收天线增益、所述天线极化损耗和所述大气损耗计算所述第一下行信号功率。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估计天线波束指向误差包括：获取所述第二下行信号功率与所述第一下行信号功率之间的信号功率差值，并对所述信号功率差值进行平滑滤波处理；获取所述天线波束指向误差与天线增益误差的映射关系函数；根据平滑滤波处理后的信号功率和所述映射关系函数估算所述天线波束指向误差。