[发明专利]一种基于地面站的导航卫星星间链路信号性能评估方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于地面站的导航卫星星间链路信号性能评估方法及系统，所述方法包括：(1)链路载荷性能评估，包括：对载噪比、卫星等效全向辐射功率、天线波束指向精度进行评估；(2)星间链路体制及组网性能评估，包括：基于地面站开展导航卫星星间链路星载设备链路规划配置与更新、链路波束动态指向、网络节点加入与退出的评估验证；(3)测距及时间同步性能评估，包括：基于星地链路的测量数据实现星地测距性能、星地时间同步性能的评估；其中，星地测距性能通过星地距离的测量精度来衡量，星地时间同步性能通过星地钟差精度来衡量。本发明可用于对导航卫星的星间链路信号进行星地测量，并实现其在轨性能的评估分析。

技术领域

本发明属于卫星导航及大地测量技术领域，特别涉及一种基于地面站的导航卫星星间链路信号性能评估方法及系统。

背景技术

星间链路技术可以利用星间测距功能实现卫星全球弧段的轨道确定和时间同步，利用星间通信功能实现电文的实时更新与星上载荷的控制，解决地面监测站、注入站均在某区域内，无法实现全弧段精密轨道确定、导航电文及时更新以及星上载荷实时控制的难题，还可以极大的提升系统在无地面站支持情况下的自主运行能力。国际上四大卫星导航系统都将星间链路技术作为未来导航卫星的关键技术，已经部署或设计了不同体制的星间链路系统。

星间链路系统在建设完成后，必须开展星间链路信号的测量、数据分析及性能评估等工作，以此来验证星间链路载荷的功能和性能，并进一步优化星间链路体制设计。而目前各大卫星导航星间链路系统都处于设计部署或建设的前期，GPS系统星间链路虽然已经走在初步应用阶段，但是其系统体制和特征不同于别的系统，所以其性能评估方法也不能完全适用。

综上，亟需要一种新的导航卫星星间链路信号性能评估方法及系统，以服务于导航星间链路系统的测试评估工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于地面站的导航卫星星间链路信号性能评估方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明可用于对导航卫星的星间链路信号进行星地测量，并实现其在轨性能的评估分析。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一种基于地面站的导航卫星星间链路信号性能评估方法，包括：

(1)链路载荷性能评估，包括：对载噪比、卫星等效全向辐射功率、天线波束指向精度进行评估；

(2)星间链路体制及组网性能评估，包括：基于地面站开展导航卫星星间链路星载设备链路规划配置与更新、链路波束动态指向、网络节点加入与退出的评估验证；

(3)测距及时间同步性能评估，包括：基于星地链路的测量数据实现星地测距性能、星地时间同步性能的评估；其中，星地测距性能通过星地距离的测量精度来衡量，星地时间同步性能通过星地钟差精度来衡量。

本发明的进一步改进在于，还包括：

(4)射频信号质量分析评估，包括：利用频谱分析仪或示波器观察分析载荷发射信号特性，得到信号功率、载波频率、载波信号稳定性、频谱、信号带宽、码或载波波形异常、带内谐波、带外谐波、信号失锁、载噪比参数；射频信号质量分析评估过程中，地面接收系统有足够的接收增益来收到射频信号。

本发明的进一步改进在于，链路载荷性能评估具体包括：

1)在扩频测试模式下，通过地面站设备接收并采集卫星发射的下行信号，计算信号载波功率与噪声功率谱密度的比值，获得载噪比；

2)在扩频测试模式下，利用地面站接收载噪比；将接收的载噪比与预先标定的地面入口电平值对应，计算反推卫星等效全向辐射功率EIRP，计算表达式为：

EIRP(dBW)＝C/N0+3-G/T-228.6+L+L1+L2+L3；