CN111693770B - 一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法 - Google Patents

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    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/02—Arrangements for measuring frequency, e.g. pulse repetition rate; Arrangements for measuring period of current or voltage

Abstract

本发明属于航天器测控相关领域，公开了一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法。该方法包括：扫描原点由0重新设置为‑Fd+Ferr，扫描范围为[‑|Fl|‑Fd，‑Fd+2Ferr+|Fl|]，扫描速率k，扫描方向为负方向起扫，其中，Ferr＝|Fde|+|Fte|+|Fse|，Fd为目标航天器入站时的多普勒计算值，Fde为多普勒预报精度，Fte为弹道/轨道不确定性，Fse为探测器应答机静态频率不确定性，Fl为应答机锁相环滞后特性。使用本发明上行频率扫描方法后，可以更快地完成测控站(测量船)与航天器的双捕过程，从而确保关键弧段的应急测控发令需求，提高任务可靠性。

Description

一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法
技术领域
本发明属于航天器测控相关领域，涉及一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法。
背景技术
目前，我国测控站(测量船)在对航天器进行上行频率扫描捕获的过程中，均采用对称三角波，或对称三角波加尾段平滑的扫频方式，分别如图1、图2所示。图1中，扫描范围[-M，+M]，扫描速率k，负向或正向起扫，扫描周期T，N＝T/4。图2中，扫描范围[-M，+M]，平滑前扫描速率k，扫描周期视平滑策略而定。
以嫦娥五号任务为例，按照探测器应答机提供的接口指标，M＝460kHz，扫描速率k＝15kHz/s。若在负频率范围处开始随扫，则扫描时间为T＝M/k*2＝62s，若在正频率范围处开始随扫，则扫描时间为T＝M/k*4＝123s，即按照图1方式扫描可靠完成一次双捕的时间至少是123s，若按照图2方式扫描时间会更长。然而，在任务发射段，测量船仅有5min的测控弧段，在这期间还要发送两条重要遥控指令，这就需要双捕时间压缩到1min之内(只有在双捕完成后才能开始发送遥控指令)，按照传统上行频率扫描策略显然是无法满足要求的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于测控站/测量船的上行频率扫描方法，确保在扫描的半个周期内完成测控站(测量船)与航天器的双捕过程，满足关键弧段的应急测控发令需求，提高任务可靠性。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于测控站/测量船的上行频率扫描策略方法，扫描原点由0重新设置为-Fd+Ferr，扫描范围为[-|Fl|-Fd,-Fd+2Ferr+|Fl]，扫描速率k，扫描方向为负方向起扫，其中，Ferr＝|Fde|+|Fte|+|Fse|，Fd为目标航天器入站时的多普勒计算值，Fde为多普勒预报精度，Fte为弹道/轨道不确定性，Fse为探测器应答机静态频率不确定性，Fl为应答机锁相环滞后特性。
本发明的有益效果：
使用本发明上行频率扫描方法后，可以更快地完成测控站(测量船)与航天器的双捕过程，从而确保关键弧段的应急测控发令需求，提高任务可靠性。
附图说明
图1为对称三角波上行频率扫描方式示意图；
图2为对称三角波加尾段平滑上行频率扫描方式示意图；
图3为本发明改进后的上行频率扫描策略示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图3所示，与传统的测控站(测量船)上行频率扫描策略不同，本发明方法综合考虑星地多普勒预置量Fd、多普勒预报精度Fde、弹道/轨道不确定性Fte、探测器应答机静态频率不确定性Fse、应答机锁相环滞后特性Fl，重新设置扫描原点为-Fd+Ferr，Ferr＝|Fde|+|Fte|+|Fse|，捕获范围为[-|Fl|-Fd,-Fd+2Ferr+|Fl|]，确保在扫描的半个周期内完成双捕，大幅节约双捕时间，从而确保关键弧段的应急测控发令需求，提高任务可靠性。
下面本发明以测控站(船)为参考点，对目标航天器入站时的多普勒计算值记为Fd，多普勒预报精度记为Fde、弹道/轨道不确定性记为Fte、探测器应答机静态频率不确定性记为Fse、应答机锁相环滞后特性记为Fl；
定义Ferr＝|Fde|+|Fte|+|Fse|；
则可以将扫描原点由0改为-Fd+Ferr，扫描范围由[-M，+M]改为[-|Fl|-Fd,-Fd+2Ferr+|Fl|]，扫描速率k不变，扫描方向为负方向起扫，则在前半个扫描周期内可以确保完成双捕。扫描示意图如图3所示。
下面以测量船发射段跟踪嫦娥五号轨道器为例，介绍具体实施方案。轨道器入站时Fd为200kHz，多普勒预报精度Fde为±10kHz，弹道/轨道不确定性Fte为±50kHz，探测器应答机静态频率不确定性Fse为±100kHz，应答机锁相环滞后特性Fl为100kHz。则扫描原点设为-40kHz，扫描范围设为[-300kHz，220kHz]。扫描时间为(300-40)/15*2＝35s，可大幅节约双捕时间。
采用本发明上行频率扫描策略方法，可以更快地完成测控站(船)与航天器的双捕过程，从而确保关键弧段的应急测控发令需求，提高任务可靠性。

Claims (1)

1.一种用于测控站/测量船的上行频率扫描策略方法，其特征在于：该方法包括：扫描原点由0重新设置为-Fd+Ferr，扫描范围为[-|Fl|-Fd,-Fd+2Ferr+|Fl|]，扫描速率k，扫描方向为负方向起扫，其中，Ferr＝|Fde|+|Fte|+|Fse|，Fd为目标航天器入站时的多普勒计算值，Fde为多普勒预报精度，Fte为弹道/轨道不确定性，Fse为探测器应答机静态频率不确定性，Fl为应答机锁相环滞后特性。
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