一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法和系统，其中，所述方法，包括：根据系统时钟、非相干扩频体制的扩频伪码频率和测控数传一体化体制高速传输帧编码后的符号速率，确定复位秒脉冲；根据复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲；对非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲进行准确对齐，使得地面站设备的发射时延精确相等，并利用校零变频器实现应答机的距离零值分离，解决了在上下行射频特性不同时应答机的距离零值无法直接分离的问题，满足了距离零值分离方法有效、简化和可靠的任务需求。

A distance zero calibration method and system based on the integration of measurement and control data transmission

【技术实现步骤摘要】
一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法和系统
本专利技术属于卫星测控与通信
，尤其涉及一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法和系统。
技术介绍
测控数传一体化应答机，兼容非相干扩频和测控数传一体化两种测控体制，非相干扩频体制和测控数传一体化体制依据上行遥控指令进行可靠切换，分时工作。其中，测控数传一体化体制主要用于测控分系统，进行建立星地之间可靠和稳定的遥测、遥控、测距测速和高速数传链路。当应答机工作在测控数传一体化体制下时，上行接收地面站发射的1路遥控和3路测距信号，调制方式PCM-DS-BPSK，格式和特性与非相干扩频体制相同。下行按照高级在轨系统AOS(AdvancedOrbitingSystems，AOS，高级在轨系统协议)协议采取等时性插入业务，将高速数传数据和测距测速信息进行组帧编码，然后采取特殊截断1/3或1/6信道Turbo编码，然后对载波相位进行PCM-BPSK调制，功率放大和带外滤波后通过测控天线发送至地面站。可见，在测控数传一体化应答机中，上行为非相干扩频测量帧，下行为编码后高速传输帧，上下行射频调制特性(如，测控体制、频点不同、调制方式、符号速率、信号带宽等)不同，无法通过校零变频器等传统方法直接进行一体化应答机的距离零值的分离。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法和系统，旨在解决目前在上下行射频特性不同时一体化应答机的距离零值无法直接分离的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法，包括：根据系统时钟、非相干扩频体制的扩频伪码频率和测控数传一体化体制高速传输帧编码后的符号速率，确定复位秒脉冲；其中，系统时钟、扩频伪码频率和符号速率分别为复位秒脉冲的整数倍，复位秒脉冲为非相干秒脉冲的整数倍；根据所述复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲；将所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲对齐；根据对齐后的非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，分别确定任务模式下的距离绝对值和标校模式下的距离绝对值；根据任务模式下的距离绝对值与标校模式下的距离绝对值的差值，确定一体化应答机的距离零值。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，所述根据所述复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，包括：对所述复位秒脉冲、非相干秒脉冲和高速帧秒脉冲对齐，得到对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧；根据所述对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧，分别得到所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和所述高速传输帧的上行链路时间开门脉冲。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，所述对所述复位秒脉冲、非相干秒脉冲和高速帧秒脉冲对齐，得到对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧，包括：根据所述复位秒脉冲周期性对非相干扩频体制下的第一数控振荡器进行复位，消除因控制字截位造成的累计时间误差，使得非相干秒脉冲、N个伪码周期中第1个伪码周期的起始相位前沿和测量帧帧同步字第1信息位前沿三者严格对齐，并得到对齐后的测量帧和扩频伪码；根据所述复位秒脉冲周期性对测控数传一体化体制下的第二数控振荡器进行复位，消除因控制字截位造成的累计时间误差，使得非相干秒脉冲、高速帧秒脉冲和高速传输帧第1帧帧头第1比特位前沿三者严格对齐，并得到对齐后的高速传输帧。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，伪码周期的起始相位是指：测量帧第1个信息位所含N个伪码周期中第1个码周期的第1个伪码相位；测量帧是指：为传输测量信息而约定的数据帧；高速传输帧是指：将测距/测速信息和高速数传数据统一组帧和编码后的数据帧。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，所述根据所述对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧，分别得到所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和所述高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，包括：对所述对齐后的测量帧和扩频伪码进行异或运算后作为发射基带信号，将射频调制前的测量帧帧同步字最后1个信息位后沿，记为所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲；对所述对齐后的高速传输帧进行逻辑处理后作为发射基带信号，将射频调制前的每64个传输帧中第1帧帧同步头最后1个符号位后沿，记为所述高速传输帧的上行链路时间开门脉冲；其中，所述逻辑处理，包括：帧尾校验、乒乓缓存、Turbo编码和数据加扰。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，还包括：根据所述系统时钟，通过第一数控振荡器产生所述非相干扩频体制的扩频伪码频率；其中，扩频伪码频率，包括：对扩频伪码频率进行1/M分频后得到的上行扩频伪码的周期频率，和对1/M分频后得到的上行扩频伪码的周期频率进行1/N倍分频后得到的上行测量帧帧组帧时的信息速率；根据所述系统时钟，通过第二数控振荡器产生所述测控数传一体化体制高速传输帧编码编码后的符号速率；其中，符号速率，包括：对符号速率进行1/3或1/6分频后得到的传输帧组帧的信息速率，和对1/3或1/6分频后得到的传输帧组帧的信息速率进行1/8分频后得到的传输帧组帧时的有效字节速率。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，所述根据对齐后的非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，分别确定任务模式下的距离绝对值和标校模式下的距离绝对值，包括：以对齐后的非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲为起始时刻，以下行解调到的64个传输帧中第1帧帧同步头最后1个符号位后沿为停止时刻，将根据起始时刻和停止时刻确定的时延作为任务模式下的距离绝对值；以对齐后的高速传输帧的上行链路时间开门脉冲为起始时刻，以下行解调到的每64个传输帧中第1帧帧同步头最后1个符号位后沿为停止时刻，将根据起始时刻和停止时刻确定的时延作为标校模式下的距离绝对值。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，所述根据任务模式下的距离绝对值与标校模式下的距离绝对值的差值，确定一体化应答机的距离零值，包括：Rr＝R01-R02+Rb其中，R01表示任务模式下的距离绝对值，R02表示标校模式下的距离绝对值，Rr表示一体化应答机的距离零值，Rb表示逻辑分析仪标定的校零变频器的时延。在上述基于测控数传一体化的距离零值校准方法中，非相干秒脉冲为星用2Hz。相应的，本专利技术还公开了一种基于测控数传一体化的距离零值校准系统，包括：第一确定模块，用于根据系统时钟、非相干扩频体制的扩频伪码频率和测控数传一体化体制高速传输帧编码后的符号速率，确定复位秒脉冲；其中，系统时钟、扩频伪码频率和符号速率分别为复位秒脉冲的整数倍，复位秒脉冲为非相干秒脉冲的整数倍；第二确定模块，用于根据所述复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲；对齐模块，用于将所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲对齐；第三确定模块，用于根据对齐后的非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，分别确定任务模式下的距离绝对值和标校模式下的距离绝对值；第四确定模块，用于根据任务本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法，其特征在于，包括：根据系统时钟、非相干扩频体制的扩频伪码频率和测控数传一体化体制高速传输帧编码后的符号速率，确定复位秒脉冲；其中，系统时钟、扩频伪码频率和符号速率分别为复位秒脉冲的整数倍，复位秒脉冲为非相干秒脉冲的整数倍；根据所述复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲；将所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲对齐；根据对齐后的非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，分别确定任务模式下的距离绝对值和标校模式下的距离绝对值；根据任务模式下的距离绝对值与标校模式下的距离绝对值的差值，确定一体化应答机的距离零值。

【技术特征摘要】
1.一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法，其特征在于，包括：根据系统时钟、非相干扩频体制的扩频伪码频率和测控数传一体化体制高速传输帧编码后的符号速率，确定复位秒脉冲；其中，系统时钟、扩频伪码频率和符号速率分别为复位秒脉冲的整数倍，复位秒脉冲为非相干秒脉冲的整数倍；根据所述复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲；将所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲对齐；根据对齐后的非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，分别确定任务模式下的距离绝对值和标校模式下的距离绝对值；根据任务模式下的距离绝对值与标校模式下的距离绝对值的差值，确定一体化应答机的距离零值。2.根据权利要求1所述的基于测控数传一体化的距离零值校准方法，其特征在于，所述根据所述复位秒脉冲，确定非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，包括：对所述复位秒脉冲、非相干秒脉冲和高速帧秒脉冲对齐，得到对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧；根据所述对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧，分别得到所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和所述高速传输帧的上行链路时间开门脉冲。3.根据权利要求2所述的基于测控数传一体化的距离零值校准方法，其特征在于，所述对所述复位秒脉冲、非相干秒脉冲和高速帧秒脉冲对齐，得到对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧，包括：根据所述复位秒脉冲周期性对非相干扩频体制下的第一数控振荡器进行复位，消除因控制字截位造成的累计时间误差，使得非相干秒脉冲、N个伪码周期中第1个伪码周期的起始相位前沿和测量帧帧同步字第1信息位前沿三者严格对齐，并得到对齐后的测量帧和扩频伪码；根据所述复位秒脉冲周期性对测控数传一体化体制下的第二数控振荡器进行复位，消除因控制字截位造成的累计时间误差，使得非相干秒脉冲、高速帧秒脉冲和高速传输帧第1帧帧头第1比特位前沿三者严格对齐，并得到对齐后的高速传输帧。4.根据权利要求3所述的基于测控数传一体化的距离零值校准方法，其特征在于，伪码周期的起始相位是指：测量帧第1个信息位所含N个伪码周期中第1个码周期的第1个伪码相位；测量帧是指：为传输测量信息而约定的数据帧；高速传输帧是指：将测距/测速信息和高速数传数据统一组帧和编码后的数据帧。5.根据权利要求2所述的基于测控数传一体化的距离零值校准方法，其特征在于，所述根据所述对齐后的测量帧、扩频伪码和高速传输帧，分别得到所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲和所述高速传输帧的上行链路时间开门脉冲，包括：对所述对齐后的测量帧和扩频伪码进行异或运算后作为发射基带信号，将射频调制前的测量帧帧同步字最后1个信息位后沿，记为所述非相干扩频体制的上行链路时间开门脉冲；对所述对齐后的高速传输帧进行逻辑处理后作为发射基带信号，将射频调制前的每64个传输帧中第1帧帧同步头最后1个符号位后沿，记为所述高速传输帧的上行链路时间...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵鸿，孙正海，李华春，关鹏，党晓康，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61