[发明专利]一种基于卫星模糊测距的方法及系统

摘要

一种基于卫星模糊测距的方法及系统，首先估算双向传播时延的取值范围，并根据双向传播时延的取值范围来确定入站消息中是否需要携带响应出站分帧号，以及若需要携带响应出站分帧号，其格式和位长；地面控制中心接收到入站消息，并恢复出完整的响应出站分帧号，计算出传播时延的大数和尾数部分。本发明通过预估大数部分取值范围，使入站信号在不携带或仅携带部分响应出站分帧号的情况下也可完成双向测距，从而尽量压缩入站电文长度，减少冗余信息，减少用户设备信号发送时间，达到省电的目的。

主权项

一种基于卫星模糊测距的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：用户设备接收出站消息，从出站消息中获知当前的出站分帧号k，用户设备按照接收到出站消息的时刻发送入站消息，所述入站消息按以下方法确定携带的响应出站分帧号的格式和位长：S101，估算用户设备到卫星的最小传播时延TminS102，估算用户设备到卫星的最大传播时延TmaxS103，估算双向测距传播时延的大数部分t大数对应的取值范围双向测距时延可表示为：其中，td=dc]]>tL=Lc]]>其中c为光速，d表示GEO卫星到地面控制中心的距离，L表示用户设备到GEO卫星的距离；大数部分的取值范围可表示为：其中Tsubframe为出站分帧持续时间，td为已知值，tL的取值范围为步骤S101～S102所得的[Tmin，Tmax]，因此可得p的取值范围为：S104，根据双向传播时延的取值范围来确定入站消息中携带的响应出站分帧号的格式和位长；a.当pmin＝pmax，入站消息中无需携带响应的出站分帧号用来计算传播时延的大数部分；b.当pmin≠pmax且入站消息中无需携带响应的出站分帧号用来计算传播时延的大数部分；c.当pmax‑pmin≥1，则需根据取值范围来确定入站消息中携带的响应出站分帧号的格式和位长，具体方法如下：首先计算Δ＝pmax‑pmin+1，此为传播时延大数部分的取值个数，用二进制表示该取值个数所需的比特位数为n就是入站消息中携带的出站分帧号位长；为了使地面控制中心可判断出入站消息响应的出站分帧号，入站消息将携带响应出站分帧号的最后(n‑1)位以及最高位；S2：地面控制中心接收到入站消息后，通过信号捕获和跟踪，获得入站信号到达时间对应的出站分帧号m；S3：若pmin＝pmax，入站消息中不携带响应出站分帧号，双向传播时延的大数部分是一个确定的数值，地面控制中心无需计算响应出站分帧号，进入步骤S5；若pmin≠pmax且表明入站信号响应的出站分帧号为2个相邻的出站分帧号的其中之一，且两相邻响应出站分帧号对应的尾数部分的取值范围不重叠，因此地面控制中心可通过估算双向传播时延的尾数部分的取值来确定响应的出站分帧号，然后进入步骤S6；若pmax‑pmin≥1，地面控制中心通过对入站信号的电文解调，获得入站信号中的响应出站分帧号k的最高位和最后(n‑1)位，并恢复出完整的响应出站分帧号k；然后进入步骤S4；S4：地面控制中心根据步骤S2获得的入站信号到达时间对应的出站分帧号m以及步骤S3获得的响应出站分帧号k，计算传播时延的大数部分：其中，N为1个超帧中包含的出站分帧数目；S5：地面控制中心通过对入站信号的伪码相位进行估计，获得传播时延的尾数部分t尾数；其中r为伪码相位，fc为伪码频率；S6：地面控制中心根据步骤S4～S5的结果，计算用户设备经卫星到地面控制中心的伪距d*。