深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，包括：通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；根据第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。根据本发明专利技术的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。

【技术实现步骤摘要】
深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法和装置
本专利技术涉及深空通信
，特别涉及一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法和一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置。
技术介绍
在深空探测任务中，由于卫星与地球距离十分遥远，往往达数亿公里，因此天线波束指向误差的在轨定标面临着严峻的挑战。我国在最远距离(约45万公里)上实现过的CE-4中继星的天线标定采用遥控来完成，而在深空探测任务的天线标定中，由于信号传输距离遥远，因此传统的遥控机制很难实现。相关技术中，针对深空探测任务的天线标定，主要是基于程控来实现的。然而，由于在探测器探测过程中，定向天线要经历长时间的严酷环境，并有多次动作，因此，基于程控的天线标定方法无法准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。本专利技术的第二个目的在于提出一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置。为实现上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，包括：通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率，并获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率，以及根据第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。由此，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。另外，根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率包括：接收用户输入的场景参数和链路参数；根据所述场景参数建立所述深空探测器与地面站通信的仿真场景，并计算所述深空探测器与所述地面站在仿真时段内的信号传输距离；根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率。根据本专利技术的一个实施例，所述场景参数包括场景仿真时间、所述深空探测器的轨道参数和地面站的位置，所述链路参数包括信号频率、所述深空探测器的信号发射功率、所述深空探测器的发射天线增益、所述地面站的接收天线增益、天线极化损耗和大气损耗。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率包括：根据所述信号频率、所述信号传输距离和光速计算自由空间传播损耗；根据所述自由空间传播损耗、所述信号发射功率、所述发射天线增益、所述接收天线增益、所述天线极化损耗和所述大气损耗计算所述第一下行信号功率。根据本专利技术的一个实施例，所述根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估计天线波束指向误差包括：获取所述第二下行信号功率与所述第一下行信号功率之间的信号功率差值，并对所述信号功率差值进行平滑滤波处理；获取所述天线波束指向误差与天线增益误差的映射关系函数；根据平滑滤波处理后的信号功率和所述映射关系函数估算所述天线波束指向误差。为实现上述目的，本专利技术第二方面实施例提出的一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置，包括：信道模拟模块，所述信道模拟模块用于通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；获取模块，所述获取模块用于获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；误差估算模块，所述误差估计模块用于根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置，通过信道模拟模块进行信道模拟以得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率，并通过获取模块获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率，以及通过误差估计模块根据第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。由此，能够准确地对天线波束指向误差进行在轨标定。另外，根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述信道模拟模块具体用于：接收用户输入的场景参数和链路参数；根据所述场景参数建立所述深空探测器与地面站通信的仿真场景，并计算所述深空探测器与所述地面站在仿真时段内的信号传输距离；根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率。根据本专利技术的一个实施例，所述场景参数包括场景仿真时间、所述深空探测器的轨道参数和地面站的位置，所述链路参数包括信号频率、所述深空探测器的信号发射功率、所述深空探测器的发射天线增益、所述地面站的接收天线增益、天线极化损耗和大气损耗。根据本专利技术的一个实施例，所述信道模拟模块具体还用于：根据所述信号频率、所述信号传输距离和光速计算自由空间传播损耗；根据所述自由空间传播损耗、所述信号发射功率、所述发射天线增益、所述接收天线增益、所述天线极化损耗和所述大气损耗计算所述第一下行信号功率。根据本专利技术的一个实施例，所述误差估算模块具体用于：获取所述第二下行信号功率与所述第一下行信号功率之间的信号功率差值，并对所述信号功率差值进行平滑滤波处理；获取所述天线波束指向误差与天线增益误差的映射关系函数；根据平滑滤波处理后的信号功率和所述映射关系函数估算所述天线波束指向误差。附图说明图1是根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法的流程图；图2是根据本专利技术一个实施例的信道模拟模块的结构示意图；图3是根据本专利技术一个实施例的STK软件与模块主程序协同工作方式的示意图；图4是根据本专利技术一个具体实施例的平滑滤波器幅频响应曲线图；图5是根据本专利技术一个具体实施例的天线波束指向误差与天线增益误差的映射关系示意图；图6是根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置的方框示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。下面参考附图来描述根据本专利技术实施例提出的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法和深空探测器天线波束指向误差的在轨标定装置。图1是根据本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法的流程图。如图1所示，本专利技术实施例的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，包括以下步骤：S1，通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率。根据本专利技术的一个实施例，通过信道模拟得到不存本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，其特征在于，包括：/n通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；/n获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；/n根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，其特征在于，包括：
通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率；
获取实际存在天线波束指向误差的深空探测器的第二下行信号功率；
根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估算天线波束指向误差。


2.根据权利要求1所述的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，其特征在于，所述通过信道模拟得到不存在天线波束指向误差的深空探测器的第一下行信号功率包括：
接收用户输入的场景参数和链路参数；
根据所述场景参数建立所述深空探测器与地面站通信的仿真场景，并计算所述深空探测器与所述地面站在仿真时段内的信号传输距离；
根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率。


3.根据权利要求2所述的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，其特征在于，
所述场景参数包括场景仿真时间、所述深空探测器的轨道参数和地面站的位置，所述链路参数包括信号频率、所述深空探测器的信号发射功率、所述深空探测器的发射天线增益、所述地面站的接收天线增益、天线极化损耗和大气损耗。


4.根据权利要求3所述的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，其特征在于，所述根据所述链路参数和所述信号传输距离计算所述第一下行信号功率包括：
根据所述信号频率、所述信号传输距离和光速计算自由空间传播损耗；
根据所述自由空间传播损耗、所述信号发射功率、所述发射天线增益、所述接收天线增益、所述天线极化损耗和所述大气损耗计算所述第一下行信号功率。


5.根据权利要求1所述的深空探测器天线波束指向误差的在轨标定方法，其特征在于，所述根据所述第一下行信号功率和第二下行信号功率估计天线波束指向误差包括：
获取所述第二下行信号功率与所述第一下行信号功率之间的信号功率差值，并对所述信号功率差值进行平滑滤波处理；
获取所述天线波束指向误差与天线增益误差的映射关系函数；
根据平滑滤波处理后的信号功率和所述映射关系函数估算所述天线波束...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹亚锋，曾冠铭，潘筱涵，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11