深空三向测量侧音测距信号发送方法技术

本发明专利技术公开了一种深空三向测量侧音测距信号发送方法，具体包括如下步骤：步骤1，地面测控设备基带在开始时刻ST0开始发送测距主侧音TR0，设备在距离捕获和距离测量过程中，测距主侧音TR0连续发送；步骤2，在测距主侧音TR0发送时长为T0+Tp时，按照第一测距次侧音TR1、第二测距次侧音TR2、

【技术实现步骤摘要】
深空三向测量侧音测距信号发送方法


[0001]本专利技术属于航天测量与控制
，涉及一种深空三向测量侧音测距信号发送方法。

技术介绍

[0002]由于深空测控距离远，信号往返时延长，由于地球自转，发射站无法接收到下行信号，这时就不能采用传统的双向测量方法，必须通过异站接收进行三向测量。三向测量是指利用主站发射上行信号，经探测器应答机相干转发后，由另一个站(副站)进行信号接收的测量体制，包括三向测距和三向测速。图1为三向测距示意图，三向测距过程如下：利用主站设备发射上行测距信号，经应答机相干转发后，由副站设备进行测距信号接收的测距方式，三向测距结果由副站设备输出。三向测量数据是深空目标定轨、定位的重要数据源，深空三向测量中，主、副站设备必须协同配合才能完成精确测距。在深空三向测量地面系统中，如果主、副站设备侧音测距信号发送方法不统一，可造成测距结果不准确，甚至无法完成距离捕获。目前，关于三向测量技术在深空探测的应用研究中，仅仅分析了三向测距和三向测速原始数据的误差，但没有关于三向测量的侧音信号的发送捕获方法的介绍。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种深空三向测量侧音测距信号发送方法，采用该方法能够使主副站设备协同完成探测器距离值的三向测量。
[0004]本专利技术采用的技术方案是，深空三向测量侧音测距信号发送方法，具体包括如下步骤：
[0005]步骤1，地面测控设备基带在开始时刻ST0开始发送测距主侧音TR0，设备在距离捕获和距离测量过程中，测距主侧音TR0连续发送；
[0006]步骤2，在测距主侧音TR0发送时长为T0+Tp时，按照第一测距次侧音TR1、第二测距次侧音TR2、
……
、第n测距次侧音TRn的顺序开始依次轮流发送测距次侧音；
[0007]步骤3，测距次侧音发送结束后，设备由距离捕获转入距离测量过程，此后设备仅发送测距主侧音TR0，主、副站在接收到探测器转发的下行测距信号后，按照上行侧音发送时序进行距离匹配，得到探测器的距离值。
[0008]本专利技术的特点还在于：
[0009]步骤1中，测距主侧音TR0采用长发方式。
[0010]步骤2中，每个测距次侧音发送时长为T1+Tp。
[0011]步骤3中，主侧音调制采用正弦信号形式，侧音零相位和秒脉冲对齐，测距信号S(t)为：
[0012]S(t)＝Acos{2πf
c
t+K
zy
sin(2πf
zy
t)+K
cy
sin(2πf
cy
t)} (1)；
[0013]其中，A为载波幅度，f
c
为载波频率，K
zy
为主侧音调制度，f
zy
为主侧音频率，K
cy
为次侧音调制度，f
cy
为次侧音频率。
[0014]步骤3中，测距信号为纯侧音，次侧音按照从高到低顺序发送。
[0015]本专利技术的有益效果是，本专利技术提供的用于深空三向测量的侧音测距信号发送方法，能够统一深空测控设备三向测距设计技术要求，按照本专利技术的方法依次间隔发送测距主侧音、次侧音，使主、副站深空测控设备能够协同完成探测器距离值的三向测量，且方法可靠、简单易实现。
附图说明
[0016]图1是现有深空三向测量示意图；
[0017]图2是本专利技术用于深空三向测量的侧音测距信号发送方法中主侧音发送过程示意图；
[0018]图3是本专利技术用于深空三向测量的侧音测距信号发送方法中次侧音发送过程示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0020]本专利技术用于深空三向测量的侧音测距信号发送方法，具体包括如下步骤：
[0021]步骤1，如图2所示，地面测控设备基带在时间符合开始时刻ST0开始发送测距主侧音TR0，设备在距离捕获和距离测量过程中，测距主侧音TR0连续发送(采用长发方式)。
[0022]步骤2，如图3所示，在测距主侧音TR0发送时长为T0+Tp时，按照第一测距次侧音TR1、第二测距次侧音TR2、
……
、第n测距次侧音TRn的顺序开始依次轮流发送测距次侧音，每个测距次侧音发送时长为T1+Tp。
[0023]步骤3，测距次侧音发送结束后，设备由距离捕获转入距离测量过程，此后设备仅发送测距主侧音TR0；T0为主次侧音发送间隔，Tp为侧音保护时间，T1为次侧音积分时间，以上各参数单位均为秒。主、副站在接收到探测器转发的下行测距信号后，按照上行侧音发送时序进行距离匹配，得到探测器的距离值。
[0024]主侧音调制采用正弦信号形式，侧音零相位和秒脉冲对齐。
[0025]测距信号S(t)为：
[0026]S(t)＝Acos{2πf
c
t+K
zy
sin(2πf
zy
t)+K
cy
sin(2πf
cy
t)} (1)；
[0027]式中，A为载波幅度，f
c
为载波频率，K
zy
为主侧音调制度，f
zy
为主侧音频率，K
cy
为次侧音调制度，f
cy
为次侧音频率。测距信号为纯侧音，具体选择如下：主侧音频率100kHz、500kHz可选；次侧音按照从高到低顺序发送，主侧音为500kHz时，次侧音为100kHz、20kHz、4kHz、800Hz、160Hz、32Hz、8Hz、2Hz、0.5Hz。主侧音为100kHz时，次侧音为20kHz、4kHz、800Hz、160Hz、32Hz、8Hz、2Hz、0.5Hz。
[0028]实施例
[0029]在某次深空测控任务中，位于佳木斯、喀什的主、副站地面测控设备采用本专利技术方法对探测器开展了三向测量，主站设备按照时间符合开始时刻09:00:00开始发送测距主侧音TR0(500kHz)，设定T0为5s、T1为3s、Tp为3s，则间隔8s后发送第1个次侧音TR1(100kHz)，间隔6后发送第2个次侧音TR2(20kHz)，间隔6s后发送第3个次侧音TR3(4kHz)，间隔6s后发送第4个次侧音TR4(800Hz)，间隔6s后发送第5个次侧音TR5(160kHz)，间隔6s后发送第6个
次侧音TR6(32Hz)，间隔6s后发送第7个次侧音TR7(8Hz)，间隔6s后发送第8个次侧音TR8(20Hz)，间隔6s后发送第9个次侧音TR9(0.5Hz)，之后持续发送主侧音TR0(500Hz)，主、副站设备在下行侧音信号返回地面时刻进行距离匹配，成功完成了探测器的距离测量。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.深空三向测量侧音测距信号发送方法，其特征在于：具体包括如下步骤：步骤1，地面测控设备基带在开始时刻ST0开始发送测距主侧音TR0，设备在距离捕获和距离测量过程中，测距主侧音TR0连续发送；步骤2，在测距主侧音TR0发送时长为T0+Tp时，按照第一测距次侧音TR1、第二测距次侧音TR2、
……
、第n测距次侧音TRn的顺序开始依次轮流发送测距次侧音；步骤3，测距次侧音发送结束后，设备由距离捕获转入距离测量过程，此后设备仅发送测距主侧音TR0，主、副站在接收到探测器转发的下行测距信号后，按照上行侧音发送时序进行距离匹配，得到探测器的距离值。2.根据权利要求1所述的深空三向测量侧音测距信号发送方法，其特征在于：所述步骤1中，测距主侧音TR0采用长发方式。3.根据权利要求1所述的深空三向测量侧音测距信号发送方法，其特征在于：所述步骤2中，每个测距次侧音发送时长为T1+Tp...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晓飞，吴宗清，付树洪，张伟，张建辉，强立，郭璞，严亚龙，杨光，
申请(专利权)人：中国西安卫星测控中心，
类型：发明
国别省市：