航天器再生伪码测距体制分析

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1、第30卷增刊飞行器测控学报V01．30Sup．!!!!笙!!旦』Q坠!旦璺!壁!璺墅垒曼皇竺!垒坠!!壁￡!竺竺塾旦壁!壁gY里!!：!!!!航天器再生伪码测距体制分析’涂宜锋，吴潜，张旭(西南电子技术研究所·成都·610036)摘要：再生伪码测距体制通过对上行伪码测距信号进行恢复，并重新调制到下行载波发送，可以获得可观的测距信号信噪比增益。对这部分增益的合理使用，可以获得较高的测距精度，也可以获得较短的测距时间，还可以提高遥测信号的功率。本文从测距码、捕获时间以及测距信号与遥控／遥测信号之间的相互干扰3方面介绍了

2、再生伪码测距体制。关键词：伪码；透传测距体制；再生伪码测距体制；捕获时间中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1674—5620(2011)Sup．一0068—06AnalysisonRegenerativePseudo-NoiseRangingforSpacecraftTUYifeng，WUQJan，ZHANGXu(SouthwestInstituteofElectronicsTechnology，Chengdu610036)Abstract：RegenerativePN(PseudoNoise)rang

3、ingisrealizedthroughregeneratinguplinkPNrangingsignalsandre—modulatingitontothedownlinkcarrier．ThisbringsaboutsubstantialSNR(Signal—tO—NoiseRatio)gainforran—gingsignals．ThegaincanbeusedtOenhancerangingaccuracyorshortenacquisitiontime，oreventOallocatemorepowert

4、Othetelemetrysignal．ThepaperintroducesregenerativePNrangingfromthreeaspects，rangingcodes，ac—quisitiontimeandmutualinterferencebetweenrangingsignalsandtelecommand／telemetrysignals．Keywords：PseudoNoise(PN)；TransparentRanging；PseudoNoiseGenerativeRanging；Acquisit

5、ionTimeU5l旨测距数据是地面站对航天器测定轨的重要数据之一，它一般通过测量地面站到航天器之间测距信号的往返时间得到。在星地无线电测控链路中，地面站将测距信号调制到上行载波并发射；星上测控应答机对接收信号进行处理，对测距信号的处理可以采用相对简单的透明转发(简称透传)方式，也可以采用再生方式；经处理的测距信号在星上应答机上重新调制到下行载波；地面站对接收到的测距信号与本地测距信号进行相关运算，得到延时测量值，经换算即得到距离。传统的透传测距体制中，被测航天器从上行信号中提取出测距信号，经过滤波、下行调制处理，

6、接着与遥测调制部分相加送到线性相位调制器调制后发送出去。这种测距方法具有结构简单的优点，但是，一方面滤波器滤掉了信号的高次谐波，引起信号的损失；另一方面在把测距信号调制到下行载波的同时，也把大量的噪声调制进去了(噪声带宽与滤波器的带宽相同，为数MHz)，而且伪码速率越高，信噪比下降越多。故这种方法大大降低了返回到地面站测距设备的信号质量，浪费了宝贵的发送功率，不适用于测距精度要求高的系统口。3]。再生伪码测距体制利用专门的电路对测距信号进行捕获和跟踪，再利用与接收的测距信号同步的本地再生伪码进行下行调制处理，接着与

7、遥测调制部分相加。采用再生测距，一方面由于再生了测距信号，所以不存在测距通道的前端滤波器滤掉测距信号高次谐波而引起信号质量下降的问题；另一方面由于再生测距码跟踪环的环路带宽非常小(Hz量级)，于是噪声大大减小(与透传测距的MHz量级相比)。根据上行信号强度的不同，再生方法能提高返回到测距设备的测距信号信噪比达30dB[4]。这部分增益可以分配到3个方面以提高*收稿日期：2011—07—31；修回日期：2011一09—25第一作者简介：涂宜锋(1978一)，男，博士，工程师，研究方向为无人飞行器测控、扩频序列设计与分

8、析；E—mail：yftuye@yahoo．com．cn增刊涂宜锋，等：航天器再生伪码测距体制分析69性能，其一是测距时间和下行测距信号调制度不变，提高测距精度；其二是减小测距信号的调制度，从而增加遥测信号的功率；其三是缩短测距信号的捕获时间。再生伪码测距体制由于能获得可观的信噪比增益(高达30dB)，因此特别适合长距深空任务，这些任务中低信噪比环境是其显著