双程伪码辅助载波高精度星间测距系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双程伪码辅助载波高精度星间测距系统和方法，用于高精度地获取双星之间的绝对距离，该测距系统利用双程伪码再生(或转发)技术辅助载波相干转发的思想，不依赖精确的时间同步，实现自主获取双星之间的绝对距离，经过验证其精度可达亚毫米级。

A High Precision Inter-satellite Ranging System with Two-way PN Code Assisted Carrier

The invention discloses a high-precision inter-satellite ranging system with two-way pseudo-code assisted carrier, which is used to obtain the absolute distance between two satellites with high accuracy. The ranging system uses the idea of two-way pseudo-code regeneration (or forwarding) technology to assist the coherent carrier forwarding, does not depend on precise time synchronization, and achieves self-determination of the absolute distance between two satellites. After verification, its accuracy can reach sub-millimetres. Meter grade.

【技术实现步骤摘要】
双程伪码辅助载波高精度星间测距系统和方法
本专利技术涉及星间测距
，特别涉及一种结合伪码测距技术和载波测距技术的高精度星间测距系统和方法。
技术介绍
随着航天技术的不断发展，使空间系统的功能越来越强，大卫星的任务可以由多个功能相对单一的小卫星合作完成。小卫星以其成本低、体积小、质量轻、研制周期短、技术含量高的特点，在航天领域扮演着越来越重要的角色。在人造卫星编队领域，卫星编队单元相对距离的测量是编队协同工作的基础，并且星间测距精度的高低直接决定了编队技术所能达到的应用水平。目前卫星编队星间测距手段主要为GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)测量，但该方法存在一定的局限性，如深空不能使用，高精度测距码未公开等；此外利用不同方法获取距离相位差的技术也得到了一定的发展与应用，且这些应用已经具备了一定的精度和稳定性。例如公布号为CN102778678A的专利文献公开了一种高精度载波测距系统便具有较高的测量精度和稳定性。但上述方法存在局限性，载波测距存在整周模糊问题，只能获取双星相对距离。而能获取双星绝对距离的伪码测距则存在测量精度低的问题，其测量精度仅在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双程伪码辅助载波高精度星间测距系统，其特征在于,主星和从星硬件均包括：发射天线，用于发送载波测距信号和伪码测距信号；发射射频链路，用于将基带产生的测距信号上混频至发射频率，并通过发射天线发射；接收天线，用于接收载波测距信号以及伪码测距信号；接收射频链路，用于将接收天线接收的测距信号下混频至基带处理信号；超稳晶振模块，用于提供不同频率信号，同时为伪码测距和载波转发测距提供统一参考时间标准；主星与从星的发射和接收频率互换，其余硬件设计相同；且接收射频链路采用一次中频；主星测距算法包括：载波生成模块，用于产生载波测距信号；伪码生成模块，用于产生伪码测距信号；调制模块，用于将伪码测距信号调制到...

【技术特征摘要】
1.一种双程伪码辅助载波高精度星间测距系统，其特征在于,主星和从星硬件均包括：发射天线，用于发送载波测距信号和伪码测距信号；发射射频链路，用于将基带产生的测距信号上混频至发射频率，并通过发射天线发射；接收天线，用于接收载波测距信号以及伪码测距信号；接收射频链路，用于将接收天线接收的测距信号下混频至基带处理信号；超稳晶振模块，用于提供不同频率信号，同时为伪码测距和载波转发测距提供统一参考时间标准；主星与从星的发射和接收频率互换，其余硬件设计相同；且接收射频链路采用一次中频；主星测距算法包括：载波生成模块，用于产生载波测距信号；伪码生成模块，用于产生伪码测距信号；调制模块，用于将伪码测距信号调制到载波上；载波恢复与跟踪模块，用于恢复从星相干转发的载波信号，与主星参考信号比相获取相位差，进而获取载波测距值；伪码信号解调模块，用于恢复从星再生或转发的伪码信号；伪码相位延时测量模块，用于与伪码生成模块的伪码测距信号比相，获取伪码粗测值和伪码精测值；距离解算模块，用于解算主星与从星间的绝对距离；从星测距算法包括：载波相干转发模块，用于对接收到的主星载波测距信号进行相干变换；伪码再生或转发模块，用于对接收到的主星伪码测距信号进行再生或转发；调制模块，用于将再生或转发的伪码测距信号调制到相干变换后的载波上，通过发射射频链路及发射天线发射。2.根据权利要求1所述的双程伪码辅助载波高精度星间测距系统，其特征在于，所述的主星测距算法和从星测距算法可设置在同一颗卫星上，通过地面指令实现该卫星在主星与从星之间的切换。3.一种双程伪码辅助载波高精度星间测距方法，其特征在于，采用双程伪码再生或转发技术辅助载波相干转发，获取主星和从星间的绝对距离，该方法步骤如下：1)主星的载波生成模块生成本地载波测距信号，并通过主星发射射频链路及发射天线发送给从星；2)从星接收主星的载波测距信号后，其载波相干转发模块先对接收信号进行载波锁定判断，该判断用于排除噪声信号；3)从星接收载波测距信号锁定后，载波相干转发模块对接收的载波测距信号进行恢复，并根据相应的相干转发比进行转换；4)从星将相干转换后的载波测距信号通过从星发射射频链路及发射天线发送给主星；5)主星接收从星相干转发的载波测距信号后，其载波恢复与跟踪模块对接收信号进行载波锁定判断，该判断用于排除噪声信号；6)主星和从星载波...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱耀伟，徐兆斌，莫杭斌，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33