星地測(cè)控鏈路高精度時(shí)頻同步關(guān)鍵技術(shù)與驗(yàn)證.pdf

1、建立完備的星地測(cè)控網(wǎng)絡(luò)是各國(guó)大力發(fā)展航空航天工業(yè)的重要原因之一，不論是導(dǎo)航定位系統(tǒng)，或是氣象遙感系統(tǒng)，均屬于星地測(cè)控網(wǎng)絡(luò)的范疇。憑借出色抗干擾能力，直接序列擴(kuò)頻一直以來(lái)都是星地測(cè)控鏈路通信方式的首選。作為完成預(yù)定測(cè)控功能的前提，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻信號(hào)的時(shí)頻同步非常關(guān)鍵。
　　然而，特殊的通信環(huán)境和外部條件給接收信號(hào)帶來(lái)兩方面的影響：過(guò)長(zhǎng)的通信距離與惡劣的信道使得接收信號(hào)功率大幅衰減，信噪比極低；衛(wèi)星的高動(dòng)態(tài)特性使接收信號(hào)的多普勒效應(yīng)加劇。若

2、不對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行精確的時(shí)頻同步，整個(gè)測(cè)控業(yè)務(wù)將面臨失敗。
　　為此，論文針對(duì)采用直接序列擴(kuò)頻的星地測(cè)控鏈路的時(shí)頻同步關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)研究，主要包括：
　　一、針對(duì)鏈路5s的捕獲時(shí)間要求以及最高達(dá)?150kHz的多普勒頻偏，調(diào)研偽碼捕獲的三種方法，選擇基于FFT的偽碼快速捕獲與多普勒頻偏一維搜索相結(jié)合，差分相干積分45次提高信噪比。通過(guò)對(duì)接收信號(hào)先頻偏預(yù)補(bǔ)償，然后進(jìn)行一次FFT運(yùn)算與一次IFFT運(yùn)算并差分相干積分45次后判決，在4

3、.515s內(nèi)完成偽碼捕獲。
　　二、針對(duì)偽碼相位抖動(dòng)，根據(jù)經(jīng)典的偽碼跟蹤環(huán)路提出一種5路并行的偽碼跟蹤環(huán)路設(shè)計(jì)方案。通過(guò)給5條支路分別設(shè)置不同的偽碼偏移，取與接收數(shù)據(jù)相關(guān)運(yùn)算結(jié)果最大的支路作為最佳采樣支路，完成偽碼相位跟蹤，精度可達(dá)1/4碼片。
　　三、針對(duì)多普勒頻偏預(yù)補(bǔ)償后的殘余頻偏，使用對(duì)調(diào)制數(shù)據(jù)不敏感 Costas環(huán)進(jìn)行相位差的鎖定、補(bǔ)償并計(jì)算出頻差反饋至多普勒頻偏預(yù)補(bǔ)償。完成上述方案設(shè)計(jì)的Simulink仿真。