[发明专利]粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法

权利要求书

1.一种粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，包括：

将粗轨航天器的星间链路模块切换至信号大范围捕获工作模式，粗轨航天器单向捕获北斗卫星的星间链路信号，粗轨航天器获取对北斗卫星的单向精密测距值，粗轨航天器的定轨算法及时间同步算法模块对所述单向精密测距值进行处理，得到粗轨航天器的精密轨道及粗轨航天器的精密钟差；

将粗轨航天器的星间链路模块切换至信号补偿收发工作模式，粗轨航天器的星间链路模块进行信号收发时，根据粗轨航天器的精密轨道与预注粗轨误差实时计算信号的达到时间，对星间链路信号的接收、捕获、调制及发送进行参数补偿，自动完成粗轨航天器与北斗卫星之间星间链路信号双向捕获。

2.如权利要求1所述的粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，还包括：

粗轨航天器地面主控站向粗轨航天器注入粗轨航天器初始轨道、粗轨航天器初始钟差、粗轨航天器星间链路终端通道时延参数；

粗轨航天器地面主控站向粗轨航天器注入需要建链的北斗卫星精密轨道、北斗卫星精密钟差、北斗卫星星间链路终端通道时延参数；

粗轨航天器地面主控站向粗轨航天器注入定轨算法与时间同步算法初始参数、定轨算法与时间同步算法软件调节参数、以及与北斗卫星建链的收发节拍规划表。

3.如权利要求2所述的粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，还包括：

粗轨航天器初始轨道的误差满足信号大范围捕获工作模式下基带所能达到的信号捕获时间不确定度能力；

粗轨航天器初始钟差为粗轨航天器时间系统与北斗卫星时间系统之差；

粗轨航天器初始钟差的误差满足信号大范围捕获工作模式下基带所能达到的信号捕获时间不确定度能力；

北斗卫星精密轨道、北斗卫星精密钟差、以及北斗卫星星间链路终端通道时延参数的误差为零。

4.如权利要求3所述的粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，还包括：

北斗卫星系统地面主控站向需要建链的北斗卫星注入粗轨航天器初始轨道、粗轨航天器初始钟差、以及粗轨航天器星间链路终端通道时延参数；

到达粗轨航天器与北斗卫星星间链路建链时刻，开始进行星间链路信号双向捕获；

进行建链的北斗卫星按照北斗卫星时间系统，根据收发节拍规划表对粗轨航天器进行星间链路信号收发。

5.如权利要求4所述的粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，所述定轨算法和时间同步算法包括：

粗轨航天器获取的对北斗卫星的单向精密测距值的数量为4个及以上；

所述定轨算法和时间同步算法模块根据单向精密测距值的累积数据，结合粗轨航天器初始轨道，通过卡尔曼滤波算法拟合出粗轨航天器的精密轨道；

所述定轨算法和时间同步算法模块根据单向精密测距值的累积数据，结合粗轨航天器初始钟差，拟合出粗轨航天器的精密钟差。

6.如权利要求5所述的粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，还包括：

粗轨航天器星间链路进入信号大范围捕获工作模式，对北斗卫星的星间链路信号进行捕获；

完成北斗卫星的星间链路信号捕获后，通过基带信号处理，获得粗轨航天器对北斗卫星的单向精密测距值；

启动定轨算法和时间同步算法模块，将捕获的多个北斗卫星的星间链路信号相应的单向精密测距值输入定轨算法和时间同步算法模块，拟合归算出粗轨航天器的精密轨道和粗轨航天器的精密钟差；

粗轨航天器星间链路由信号大范围捕获工作模式转入信号补偿收发工作模式，按照粗轨航天器的精密轨道与粗轨航天器初始轨道之间的误差，以及粗轨航天器的精密钟差与粗轨航天器初始钟差之间的误差，实时计算北斗卫星的星间链路信号的达到时间、以及多普勒频移参数，进行补偿后控制信号收发，以使粗轨航天器发送的经参数补偿后的星间链路信号满足北斗卫星星间链路捕获要求，粗轨航天器经参数补偿后接收北斗星间链路信号在其信号补偿收发模式的信号捕获能力范围内。

7.如权利要求6所述的粗轨航天器与北斗三号卫星星间链路信号双向捕获方法，其特征在于，还包括：

地面主控站利用境内观测数据进行粗轨航天器定轨，作为定轨的初始轨道，将软件启动参数、软件调节参数注入给粗轨航天器；

粗轨航天器在信号大范围捕获工作模式下单向捕获星间链路信号，进而获取单向精密测距值并进行积累；

粗轨航天器注入的北斗卫星精密轨道及北斗卫星精密钟差数据为时空基准；

定轨算法和时间同步算法模块对单向精密测距值进行野值剔除、测量时刻归算，形成定轨观测量及时间同步观测量；

定轨算法和时间同步算法模块采用卡尔曼滤波器对定轨观测量及时间同步观测量分别进行自主定轨及时间同步处理，利用累积的多组单向精密测距值，拟合得出卫星三维轨道运动模型和钟差参数。