[发明专利]一种三频段地面测控天线任务中免除相位标校的方法

说明书

本发明公开了一种三频段地面测控天线任务中免除相位标校的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、积累校相结果数据；步骤2、根据积累的校相结果数据，计算校相结果随时间、温度、相对湿度变化拟合多项式；步骤3、将得出的拟合多项式装订至地面测控设备的系统监控中，将与校相结果相关性最高的当前采集因素代入对应的拟合多项式中，求出对应的校相结果，即可实现免除相位标校工作。解决了现有技术中存在的星上下传Ka等高频段下行信号时，地面测控设备难以确保稳定、可靠进行相位标校的问题。

技术领域

本发明属于航天器测量、控制与应用技术领域，涉及一种三频段地面测控天线任务中免除相位标校的方法。

背景技术

双通道单脉冲跟踪接收机具有设备相对简单、跟踪精度高、角误差解调性能优良、容易实现等优点，在目前我国航天测控装备中得到广泛应用。但它存在和、差通道幅相不一致引起的交叉耦合以及定向灵敏度变化问题，需要定期进行校正；而且相位标校结果受设备组合、工作频点、环境温度和极化方向的影响较大，对卫星地面测控站而言，跟踪接收机校相已经成为执行任务不可或缺的工作。

相比于双频段(S/X频段)工作的天线，三频段(S/X/Ka频段)工作测控天线涉及到Ka频段校相这一项关键技术。Ka频段校相有以下几个技术难点：1.由于Ka频段波束宽度很窄(以12米口径天线为例，仅有0.065°，半波束宽度约为0.03°)，根据目前地面测控天线采用的快速校相原理及算法，要首先在S频段校相完成并成功自跟踪的基础上，在S频段信号的波束范围内寻找星上Ka信号，再进行Ka频段的快速校相，所以需充分考虑到各频段间的跟踪零点误差，且校相流程的设计应具备一定的适应性和稳定性。2.卫星上下传Ka信号时，如果地面测控天线仍在进行S频段校相工作，因S校相进程中需进行天线拉偏来标定天线方位和俯仰轴的校相结果，该操作可能会导致地面测控天线指向偏离星上Ka频段下行信号的波束范围，进而影响Ka信号的数据接收。3.在地面测控天线的仰角较高时，且在S频段信号自跟踪基础上进行Ka频段校相情况下，因卫星相对于地面测控天线的动态较大，在天线拉偏过程中进行Ka频段校相可能影响信号接收，甚至存在丢失信号的风险。

受上述校相难点的限制，目前地面测控天线针对Ka等高频段的校相策略设计并没有充分考虑到下行信号波束宽度窄、高仰角条件下校相成功率低等因素，不具备针对星上Ka等高频段信号的快速、可靠校相能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种三频段地面测控天线任务中免除相位标校的方法，解决了现有技术中存在的星上下传Ka等高频段下行信号时，地面测控设备难以确保稳定、可靠进行相位标校的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种三频段地面测控天线任务中免除相位标校的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、积累校相结果数据；

步骤2、根据积累的校相结果数据，计算校相结果随时间、温度、相对湿度变化的拟合多项式；

步骤3、将得出的拟合多项式装订至地面测控设备系统监控中，将与校相结果相关性最高的当前采集因素代入对应的拟合多项式中，求出对应的校相结果，即可实现免除相位标校工作。

本发明的特点还在于：

步骤1具体按照以下步骤实施：

步骤1.1、根据实际跟星情况，确定地面测控设备的免校相策略；在地面测控设备使用前期阶段，为确保积累的校相结果可用，采用当前实时校相与加载历史校相结果相结合的方式去积累校相结果；

步骤1.2、每次校相完成后，在地面测控设备的系统监控中保存该次校相的校相时间、中心体温度、湿度、卫星代号、任务标识、校相频段、校相频点、设备组合号、方位/俯仰移相值、方位/俯仰增益参数；

步骤1.3、按照步骤1.1中的免校相策略对校相数据进行积累，校相结果数据覆盖到地面测控设备所处地点在一年中的最高温度和最低温度。