星间链路精密测量

admin · 发表于 2022-9-20 18:10:53

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随着科学技术的迅猛发展，航空航天领域发生了革命性的变化，星间链路系统的研究与开发成为了当前的一个热点课题。其中，星间链路精密测量技术作为最基本和最关键的技术，它在卫星编队飞行、重力测量卫星和卫星导航系统自主导航等方面都起着至关重要的作用。本文详细研究了星间链路精密测量技术。通过搭建星间链路模型，确定了星间通信测量体制、协议，完成了星间链路预算。系统的阐述了星间单向和双向测量技术，实现了对星间距离、钟差等信息的测量。探讨了影响测量误差的各种因素，并最终开发了星间链路双向测量仿真平台。本文首先以STK仿真软件为平台，搭建星间链路卫星星座模型，分析了星间相对距离和相对速度的范围。结合CDMA+BPSK+双向的测量体制，设计了适合星间双向测距的参数、帧结构。分析了卫星天线指向误差和星间干扰对接收信号强度的影响，完成了星间链路预算。然后研究了星间单向测量技术，包括伪码测距、载波相位平滑伪码测距、载波相位测距方法。在载波相位测距中，提出了采用双频伪码/载波相位组合法解算整周模糊度的方法，该算法实现了整周模糊度的解算。通过仿真与分析比较得到，载波相位测距方式精度最高，平滑测距次之，伪码测距精度最低。接下来探讨了星间双向测量技术。星间采用双向异步传输帧非相干扩频测距和时间同步体制，分析了这种体制的模型，设计了星间双向测量的整体结构。对测距和钟差公式进行误差分析，实现了星间距离、钟差等信息的测量。最后，研究了影响星间测量误差的因素，考虑采用将地球半径扩大到电离层以外的方法排除电离层的影响。分析了卫星运动时的径向速度对星间双向测量的影响大小与修正方法。探讨了频率源短期稳定性的影响，它使信号产生抖动，这种抖动带来的误差很小，基本可以忽略。最后搭建了星间双向测量的仿真平台，验证了星间链路精密测量的性能。

星间链路精密测量

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