空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng) 深空測控偽碼測距

1空間數(shù)據(jù)與信息傳輸系統(tǒng)深空測控偽碼測距技術(shù)要求本文件規(guī)定了深空測控偽碼測距的偽碼碼型、地面站上行處理、航天器再生/轉(zhuǎn)發(fā)處理、地面站下本文件適用于采用再生/轉(zhuǎn)發(fā)偽碼測距技術(shù)的航天器與地面測控設(shè)備設(shè)計(jì)、天地接口2規(guī)范性引用文件GJB727航天測控系統(tǒng)術(shù)語3術(shù)語和定義加權(quán)均衡Tausworthe碼weighted-votingbalancedTausworthecode），碼片速率chiprate分量碼componentsequences一組短周期偽碼序列，按照一定的組合邏輯生測距時鐘分量rangingclockcomponent測距偽碼的功率譜上最強(qiáng)的頻率分量，頻率為碼片速率再生偽碼測距regenerativepseudo-noiseranging2轉(zhuǎn)發(fā)偽碼測距turn-aroundpseudo-noiseranging距模式，也稱非再生（non-regenerative）或透明（transparent偽碼相干再生coherentregenerationofcode偽碼相位pseudo-noiserangingcodephase相干應(yīng)答機(jī)coherenttransponder測距信噪譜密度比rangingpowerovernoisespectraldensity載波頻率偏移carrierfrequencyshift碼片跟蹤環(huán)chiptrackingloop單向抖動one-wayjitter由雙向光行時測量的時間抖動換算得到的單向距離抖動（1σ)。4縮略語5基本約定3+1?1+1+1+1?1?1+1?1組合邏+1?1+1+1+1?1?1+1?1組合邏輯6再生偽碼測距6.1偽碼碼型6.1.1偽碼組合方式+1+1+1?1?1?1+1?1+1+1?1+1+1+1+1?1?1?1+1?1?1+1+1?1+1?1+1+1+1+1?1+1?1+1?1?1?1?1+1+1?1+1+1?1?1+1+1+1+1+1?1+1?1+1+1?1?1+1+1?1?1+1?1+1?1?1?1?16.1.2T4B碼 6.1.3T2B碼 6.2地面站上行處理6.2.1上行偽碼調(diào)制通常情況下，應(yīng)對偽碼進(jìn)行基帶成形，成形濾波器的沖擊響應(yīng)h(tT46.2.2上行碼片速率上行碼片速率應(yīng)與實(shí)際上行載波頻率相干，上行碼片速率要求a)S頻段上行碼片速率與上行載波頻率（2025MHz~2120MHz）的關(guān)b)X頻段上行碼片速率與上行載波頻率（7145MHz~7235MHz）的關(guān)系見公式(5)：X2k··············································fX——X頻段實(shí)際上行載波頻率，Hz；c)Ka頻段上行碼片速率與上行載波頻率（34200MHz~34700MHz）的關(guān)系見公式(6)：fKa——Ka頻段實(shí)際上行載波頻率，Hz；6.3航天器處理6.3.1處理流程無論遙控、遙測是否工作，航天器應(yīng)答機(jī)應(yīng)執(zhí)行以下測距處6.3.2動態(tài)性能在不同測距信噪譜密度比（Pr/N0）下，航天器應(yīng)答機(jī)應(yīng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)載波頻率偏移(Δf/f）、載波頻率6.3.3接收特性5在載波±1.5Fchip頻率范圍內(nèi)，相位響應(yīng)對線性相頻特性的偏離應(yīng)在±5°以內(nèi)，增益波動應(yīng)在±6.3.4捕獲時間與偽碼捕獲概率6.3.5測距時延穩(wěn)定性±1/(30Fchip)或±20ns范圍內(nèi)（以較大者為準(zhǔn)b)測距時延可通過工況修正達(dá)到±1/(500Fchip)或±1ns精度（以較大者為6.3.6航天器測距抖動性能Fchip下的理論性能。單向抖動的理論性能計(jì)算6.3.7下行偽碼調(diào)制航天器應(yīng)答機(jī)應(yīng)采用使用線性相位調(diào)制方式將偽碼調(diào)制于下行6.3.8發(fā)射特性在載波±1.5Fchip頻率范圍內(nèi)，相位響應(yīng)對線性相頻特性的偏離應(yīng)在±5°以內(nèi)，增益波動應(yīng)在±6.3.9下行碼片速率下行碼片速率應(yīng)與上行碼片速率和下行載波頻率相干，發(fā)送的偽6.4地面站下行處理6.4.1處理流程6.4.2動態(tài)性能在不同測距信噪譜密度比（Pr/N0）下，地面站接收機(jī)應(yīng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)載波頻率偏移(Δf/f）、載波頻率66.4.3捕獲時間與偽碼捕獲概率6.4.4地面站群時延穩(wěn)定性6.4.5地面站測距抖動性能Fchip下的理論性能。單向抖動的理論性能計(jì)算7轉(zhuǎn)發(fā)偽碼測距7.1偽碼碼型7.2地面站上行處理7.3航天器轉(zhuǎn)發(fā)7.3.1處理流程無論遙控、遙測是否工作，航天器應(yīng)答機(jī)應(yīng)執(zhí)行以下測距處7.3.2測距通道特性在載波兩側(cè)Fchip/8至1.0Fchip頻率范圍內(nèi)，端到端帶內(nèi)指標(biāo)要求：7.3.4單邊噪聲帶寬7.3.5測距時延穩(wěn)定性7.3.6下行調(diào)制7.4地面站下行處理7.4.1處理流程7.4.2動態(tài)性能在不同測距信噪譜密度比（Pr/N0）下，地面站接收機(jī)應(yīng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)載波頻率偏移(Δf/f）、載波頻率7.4.3捕獲時間與偽碼捕獲概率7.4.4地面站群時延穩(wěn)定性7.4.5地面站測距抖動性能8A1測距偽碼的基帶成形A2測距偽碼的調(diào)制]]x(t)——經(jīng)偽碼調(diào)制后的射頻信號；A——射頻信號振幅；f——載波頻率，Hz；mR——測距調(diào)制指數(shù)，rad；ck——測距偽碼序列，取值±1。A3信號功率譜（示例）91lkFchip22928162636465666768696666666(N0)=························Tacq(Pr/N0)——不同Pr/N0時的理論偽碼捕獲時間，s；Tacq(30)——Pr/N0=30dBHz時的理論偽碼捕獲時間，s。ss1D1偽碼測距單向抖動計(jì)算公式cBL82FRCPRCcBL82FRCPRCN0b)正弦匹配情況下的單向抖動見公式(D.2)：σ1w=σ1w=·····················4πFRCPRCN0當(dāng)碼片跟蹤采用開環(huán)方式時，可等效為閉環(huán)跟蹤方BLD2偽碼測距單向抖動計(jì)算示例mPr/N0=30dBHzBL=1HzPr/N0=10dBHzBL=0.1HzE1測距信號功率a)采用方波測距信號時，二者的關(guān)102.2.tan2(mPN)········································(E.1)b)采用正弦測距信號時，二者的關(guān)系見公式(E.2)：P「J2(m)]PP「J2(m)]P受測距通道濾波影響，有效測距信號功率通常僅包含一階諧波，公式(E.1)、公式(E.2)實(shí)際上為一E2測距時鐘衰減信號功率Pr存在測距時鐘衰減PRC/Pr（dB計(jì)算方法如下：P「(947566)2]P RC10||P102···········································(E.4)E3時鐘分量功率「(2)2(947566)「(2)2(947566)2]「J2(m)(947566)2]10log10J(