[发明专利]一种地面产生卫星转发导航信号的控制方法

摘要

本发明提供了一种地面产生卫星转发导航信号的控制方法，通过对包括码相位、码频率及载波频率的地面站发射信号参数进行调整，在信号发射之前对其参数进行预偏，实现在接收机端收到的信号类似于从卫星转发器发射天线相位中心直接发出的信号。本发明使建设周期短、成本低的卫星转发系统实现优于通用卫星导航系统的性能，使卫星转发的信号类似于直接从卫星转发器发射天线相位中心发射的信号，使卫星转发系统的用户接收终端与通用卫星导航系统的接收终端易于融合，提高了系统的适用性。

主权项

1.一种地面产生卫星转发导航信号的控制方法，其特征在于包括下述步骤：步骤1，建立卫星转发系统码伪距观测模型，地面站到卫星再到地面站的环路观测时延PRloop＝PRhw,up+PRtr,up+PRio,up+PRsat+PRio,d+PRtr,d+PRhw,d+2PRgr，其中，PRhw,up、PRhw,d分别为地面站上行和下行设备时延；PRtr,up、PRtr,d分别为上、下行对流层引起的时延；PRio,up、PRio,d分别为上、下行电离层引起的时延；PRsat为卫星转发器带来的时延；PRgr为卫星转发器到地面站几何距离时延；步骤2，建立卫星转发系统频率观测模型，计算得到实测伪码速率fcode＝fcode,nominal+fucode,dop+fdcode,dop，计算得到实测载波速率fcarri＝fcarri,nominal+fucarri,dop‑fsat,nominal+fsat,offset+fdcarri,dop，其中，fcode,nominal为标称伪码速率，fucode,dop为由星地相对运动引起的上行伪码多普勒频率，fdcode,dop为由星地相对运动引起的下行伪码多普勒频率，fcarri,nominal为标称载波速率，fucarri,dop为由星地相对运动引起的上行载波多普勒频率，fsat,nominal为卫星转发器工作搬移标称频率，fsat,offset为卫星转发器频率变换过程中引起的频率偏移量，fdcarri,dop为由星地相对运动引起的下行载波多普勒频率；步骤3，建立卫星转发系统地面站发射信号参数预偏模型，码相位调整量PR_Adj＝PR_hw,up+PR_tr,up+PR_io,up+PR_sat+PR_gr，码频率调整量载波频率调整量其中，f_ucode,dop为由星地相对运动引起的上行伪码多普勒频率，f_ucarri,dop为由星地相对运动引起的上行载波多普勒频率，为伪距变化率，ΔPR为由上行链路包括上行电离层变化、对流层变化、星地相对运动因素在Δt时间段内引起的伪距变化，λ_ucarri为地面站发射信号上行载波波长；步骤4，采用PID控制方法对比例增益KP、积分时间TI、微分时间TD和采样时间T进行控制，其中，实时调整量u(t)＝KP·e(t)‑KI·e(t‑1)+KD·e(t‑2)，积分因子KI＝KPT/TI，微分因子KD＝KPTD/T，e(t)为当前时刻t的调整量，即步骤3中的PRAdj、fcode,Adj或fcarri,Adj。