甚长基线干涉测量精密定轨技术.pdf

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3、~~m~~~/E)~9fji~4';.Art.BM:)t>J.>~bJJJB分类号密级注1UDC学位论文甚长基线干涉测量精密定轨技术（题名和副题名）朱英盼（作者姓名）指导教师李滚副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2015.3.1论文答辩日期2015.5.28学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月22日答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONVERYLONGBASELINEINTERFE

4、ROMETRYAPPLIEDTOPRECISEORBITDETERMINATIONAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:ZhuYingpanAdvisor:LiGunSchool:SchoolofAeronautics&Astronautics摘要传统的航天测控网采用雷达测距和多普勒测速作为航天器跟踪测量的主要技术手段，但这两种无线电测量技术对飞行

5、器的横向位置和横向速度并不敏感，随着探测距离的增加，受测量精度的制约和系统误差变大的影响，以角度表示的测量精度会变得很差，无法满足航天测控的需要。甚长基线干涉测量技术（VeryLongBaselineInterferometry,VLBI）能获得极高的角分辨率，在航天测控领域发挥了重要的作用。本文围绕对探月卫星测控通信系统中的VLBI子系统仿真的研究，开展了以下三个方面的工作：对扩频VLBI子系统中的几种扩频伪随机码进行了分析比较。阐述了m序列、Gold序列以及JPL（JctPropulsionLaboratory）

6、快捕码的产生原理，并通过仿真结果验证了在周期长度在同一量级的情况下，JPL快捕码的捕获速度比m序列快得多；然后结合伪码测距原理，提出了扩频伪随机码在扩频以外的另一个用途，即通过计算两地面站接收信号的伪码偏移量之差求两站的时延估计值，因此特别针对JPL快速捕获码进行了仿真设计，设定合适的码周期及码速率，使其满足后续根据伪码偏移量之差求时延补偿值的精度要求。对VLBI扩频信号捕获跟踪方法进行了深入研究。针对传统的相关检测的捕获方法捕获过程困难、捕获时间长这一问题，研究了基于FFT（FastFourierTransform

7、ation）的并行频域搜索捕获算法，变伪码相位与频率的二维搜索为伪码相位的一维搜索，频率的搜索通过傅里叶变换一次性完成；并针对JPL复合码在此算法上做了改进，采用四路并行结构同时搜索复合码中各子码的相位，仿真验证了该算法的搜索次数大大减少。同样为获得精确的伪码相位、载波相位，研究设计非相干型DDLL（DigitalDelayLockLoop）伪码延迟锁定环及科斯塔斯载波跟踪环（CostasPLL），仿真验证了伪码及载波精确跟踪问题得以解决。对扩频VLBI系统数据相关处理机进行了深入研究。针对两路信号在相关运算前需要做

8、时延补偿这一点，提出了一种通过计算两台站接收信号的伪码偏移量之差求得时延补偿值的方法，并用Simulink仿真验证了该方法有效可行；然后通过观察干涉条纹幅度值，进行粗搜索和精搜索两个步骤求得精确的时延值；最后，选取三条独立基线的时延值，使用卫星单点定位法进行卫星位置坐标的解算。关键词：航天测控，甚长基线干涉测量，伪随机码，捕获跟踪IAbstra