深空探测中的USB测控技术

本文阐述了深空探测的重要地位和意义,就深空探测中的测控技术开展讨论。对S波段统一载波测控（USB）系统进行了介绍．并详细描述了统一载波测控系统中的测速技术和测距技术。     

高精度测距方法研究

在卫星测控系统中传统的测距方法主要有侧音测距及伪码测距,文中提出了另一种适合于航天测控系统的测距方法:伪码扩频信息帧测距方法,并就这三种测距方法的优缺点进行了讨论。     

一种面向深空测距的大多普勒频偏信号捕获算法

在深空测距任务中,高精度的伪码捕获是后续执行伪码跟踪的关键前提.传统基于时频二维搜索的频偏估计算法对于深空测距中频率偏移范围较大的情况难以满足伪码捕获实时性要求.为此,提出了改进的时频二维搜索算法,通过在传统时频二维搜索算法的前端引入快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)算法对多普勒频偏...     

NASA深空网导航测量技术

简单介绍了NASA深空网的发展历程和目前的测量导航手段,NASA深空网所属70m站、34m站和26m站均具备测速能力、测距能力(含编码顺序测距和伪码/侧音混合测距两种形式)、数据联用可以形成VLBI测量能力。本文主要介绍了目前NASA深空网测距技术的发展过程,并对NASA深空网广泛使用的编码顺序测距技术和VLBI测量技术进行了简单描述。     

深空测控系统测距信号体制分析

深空测控通信中,接收信号微弱,信号时延巨大,使得深空测控与地球轨道航天器的测控有很大差异,选择合理的测距信号体制,对深空测控系统具有极其重要的意义。在对NASA及ESA的几种测距信号体制进行介绍的基础上,分析比较了几种深空系统测距信号体制,并对深空测控系统测距信号体制提出初步想法。     

一种基于再生伪码测距的遥测信号测距方法

为了简化深空探测器无线测量系统设计,解决下行系统受功率、带宽等因素限制遥测信号和测距信号权衡设计问题,在再生伪码测距技术的基础上,提出了一种基于遥测信号测距的新方法,以遥测数据符号代替测距伪码的功能,利用地面跟踪环路对遥测信号的跟踪测量实现下行测距,减少了独立的下行测距信号。分析和仿真结果表明:新方法简化了下行信号形式,降低了系统实现复杂度,在遥测码速率为100 kbit/s左右时,随机测距误差优于传统再生伪码测距模式,且随着遥测码速率的增加测距精度进一步改善。     

一种新型数字化测距侧音产生器

本文提出了一种适用于远程测控网测距系统的数字化测音产生器的先进设计。按本设计技术研制的数字化测距侧音产生器具有可编程能力和通用性强,高度自动化,以及应用灵活等显著优越性。     

基于应用的多测距音测距改进技术

多侧音测距广泛应用于USB统一测控系统中,载波及侧音跟踪状态对距离结果有重要影响。在距离捕获阶段,载波及侧音跟踪状态影响距离匹配结果,在距离跟踪阶段,载波或侧音失锁会造成距离结果跳周。结合多测距音测距原理对捕获阶段和跟踪阶段中出现的问题进行了深入分析,在测距过程中利用速度值对距离结果进行实时检测及递推的方法可以解决上述问题,并结合工程应用数据对问题解决方法进行了验证。     

深空微波高精度测距测速技术

后续深空探测任务要求微波测量精度提高至少一个数量级。在此背景下,首先分析了目前我国深空测控系统无线电测距、测速现状,给出了主要误差源分解以及精度提升具体措施。针对行星间等离子体附加的测量误差,提出了多频链路消除行星间等离子体的具体方案。理论推导表明多频链路的设计使得无线电观测量基本上不受角距的影响。针对目前米级的设备校零残差提出了设备零值在线校正技术,以满足分米测距精度要求。     

终端机中的伪码测距环

本文所叙述的全集成化伪码测距环,采用了通用化、标准化器件,具有体积小、重量轻、维护方便的优点;且具有高分辨率和低信噪比条件下工作的特点,此为远程飞行器的距离测量提供了技术条件。本文对环路的组成、工作原理及其主要部件的工作性能做一简要叙述。     

日本深空探测与深空测控技术

对日本的深空探测计划与实施情况及其深空测控技术进行了综合性的评述,重点阐述了日本ISAS深空测控网的组成、地面跟踪与控制设施的配备及深空测控技术与水平。     

提高侧音测距系统无模糊距离的方法

侧音测距系统的最大无模糊距离受到侧音信号最低频率的限制.为此,分析了产生低频侧音的难点,以及使用低频侧音所带来的互相干扰、带宽增大、设备量增加等问题,提出了具体的解决方法,有效地提高了侧音测距系统的最大无模糊距离.     

数字相关相位估值法在卫星测距系统中的应用

介绍了卫星测控站纯侧音测距系统次侧音提取及相位匹配的一种新方法：基于正交双通道相关原理的数字相关相位估值法。经实验验证,与以往采用的锁相环法和最大似然判决相关法相比,捕获时间明显缩短。     

深空激光扩频通信测距一体化技术（特邀）

在深空探测中,以微波为载体的通信、测距载荷面临链路损耗大、频谱资源紧张等问题。相比微波,激光光束发散角小,能量更为集中,可达更远的传输距离,以激光为载体的通信、测距载荷具有体积小、质量轻等优势。搭建了一套激光相干外差扩频通信测距一体化深空探测系统,提出了一种基于曲线模型的插值重采样方法,并对该曲线模型进行了理论仿真和实验验证。该模型由系统先验信息构建,是伪随机码相位差的线性函数。实验结果表明,对于静态目标,测距偏差不超过0.55 mm,测距精度不超过0.42 mm。对于动态目标,测距偏差不超过0.59 mm。静态和动态目标测距中实现了零误码通信。此外,扩频通信测距一体化设计应用于深空导航和深空时频同步,可以提高实时性。     

深空测控通信技术研究

本文首先分析了深空测控通信中面临的信号损耗、时延以及难以实现高精度连续测轨等问题;介绍了美国深空测控通信网的地理分布、组成部分及使用设备,研究了美国深空网在信号覆盖、遥控能力、遥测能力及轨道测量方面的技术特点,总结了深空网的发展方向。     

多径信号对伪码扩频测距系统性能的影响

分析了多径效应对伪码扩频测距精度的影响,研究了航天测控系统中多径信号的特征,建立了系统的信道模型。利用MATLAB搭建仿真平台,比较了不同环境下多径效应对测距精度的影响。仿真结果表明：测距误差的均值和抖动随着信噪比的增大而减小,莱斯因子越大,测距误差的均值越小;而多径信号的相对延迟越大,多径信号的数量越多,测距误差的抖动越大。     

深空测控通信网技术的发展与展望

介绍了美国喷气推进实验室(JPT)的概况及其在人类深空探测活动中所处的重要地位,进而介绍了深空测控通信网的地理分布、组成部分及使用设备,研究了美国深空网在信号覆盖、遥控能力、遥测能力及轨道测量方面的技术特点,最后对深空测控通信网技术的发展方向进行了归纳、分析和展望,提出了建立激光统一测控体制的构想.     

航天测控系统中伪码测距精度分析

伪码测距以其较长的无模糊距离和较高的测量精度的显著优势,广泛应用于航天测控系统中。依据伪码测量原理,并结合工程经验数据,通过分析星地伪码测距系统的具体实现结构,研究了系统中各误差源引入的随机误差和系统误差,其中以星地伪码测距设备引入的测量误差作为重点,并对主要误差源伪码跟踪环路进行了较为深入的剖析。