CN113406607A - 卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法和系统，包括：设置Ka上下变频器的频率，设置测控基带设备的上下行测距信号，在测控基带解调后计算相应任务模式的测距值R1；将星上Ka应答机的上下行射频电缆通过混频器将上行测距信号和信号源连接，在信号源上设置上下行信号频率差值，通过混频器将上下行信号频率统一，通过测控基带设备测出标校模式的测距值R2；将任务模式的测距值R1减去标校模式的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。本发明能够完成上下频率较大且地面上下变频器不能频率统一的卫星Ka应答机的测距零值标校，其测试结果有效为在轨测试应用提供依据。

Description

卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法和系统

技术领域

本发明涉及卫星测控技术领域，具体地，涉及一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法和系统。

背景技术

卫星在轨测试和应用时，需要精确知道星地距离，故须在地面测试时标校出应答机的距离零值，以作为在轨测试时的参考和依据，传统多数卫星测控都是采用S扩频应答机较多，传统测距零值链路的搭建和上/下变频器频点范围可覆盖可进行统一设置。

但是卫星测控Ka扩频应答机，相较于传统通用的S扩频应答机的上频点和下频点差值大，常用的变频器无法进行上下频点统一，由于当前卫星任务种类增多，Ka扩频应答机在卫星测控中的应用日渐增多，所以需要一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，来完成卫星Ka扩频应答机测距零值的标定。

专利文献CN107797098B(申请号：CN201710800938.5)公开了一种基于测控数传一体化的距离零值校准方法和系统，该专利侧重于校准方法，应答机是S频段且使用的是校零变频器解决上下行射频特性不同，而与本发明的一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法不同。

专利文献CN101510631B(申请号：CN200910073886.1)公开了一种基于Ka频率标准源的远程遥控标校设备，虽然该专利提出了远距离监控的远程控制标校设备，解决Ka频段测控站的角度标校和距离零值标校，但是与本发明的一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法不同。

专利文献CN111060931A(申请号：CN201911060916.5)公开了卫星地面测控链路距离零值的高精度测量方法和系统，虽然该专利设计了回环组件测距离零值，且给出了测控链路故障点排查以达到高精度测量，但是与本发明的一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法不同。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法和系统。

根据本发明提供的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，包括：

步骤1：将星上Ka应答机与地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，设置Ka上下变频器的频率，设置测控基带设备的上下行测距信号，在测控基带解调后计算相应任务模式的测距值R1，并发送到测控基带设备；

步骤2：将地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，再将星上Ka应答机的上下行射频电缆通过混频器将上行测距信号和信号源连接，在信号源上设置上下行信号频率差值，通过混频器将上下行信号频率统一，设置基带中频闭环模式，同时将上下行测距信号短码类型设置统一，通过测控基带设备测出标校模式的测距值R2；

步骤3：将任务模式的测距值R1减去标校模式的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。

优选的，所述任务模式的测试路径为：

上行路径：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱→星上Ka应答机；

下行路径：星上Ka应答机→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

优选的，所述标校模式的测试路径为：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱和信号源→混频器→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

优选的，所述混频器具有频率加减功能，在标校模式中，通过混频器及信号源对Ka上下变频器进行频率统一。

优选的，所述测控基带设备的任务模式需要在两次测试时进行对应设置，在星上测量时采用任务模式，在地面标校时采用中频闭环模式。

根据本发明提供的卫星Ka扩频应答机测距零值标定系统，包括：

模块M1：将星上Ka应答机与地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，设置Ka上下变频器的频率，设置测控基带设备的上下行测距信号，在测控基带解调后计算相应任务模式的测距值R1，并发送到测控基带设备；

模块M2：将地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，再将星上Ka应答机的上下行射频电缆通过混频器将上行测距信号和信号源连接，在信号源上设置上下行信号频率差值，通过混频器将上下行信号频率统一，设置基带中频闭环模式，同时将上下行测距信号短码类型设置统一，通过测控基带设备测出标校模式的测距值R2；

模块M3：将任务模式的测距值R1减去标校模式的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。

优选的，所述任务模式的测试路径为：

上行路径：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱→星上Ka应答机；

下行路径：星上Ka应答机→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

优选的，所述标校模式的测试路径为：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱和信号源→混频器→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

优选的，所述混频器具有频率加减功能，在标校模式中，通过混频器及信号源对Ka上下变频器进行频率统一。

优选的，所述测控基带设备的任务模式需要在两次测试时进行对应设置，在星上测量时采用任务模式，在地面标校时采用中频闭环模式。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，解决了Ka应答机上下频点差值大和现有Ka上变频器和Ka下变频器不能同频设置的缺点，应用此方法能够完成地面上下变频器的频率统一设置，进而得出卫星Ka应答机的测距零值，其测试结果有效为在轨测试应用提供依据，配合地面完成卫星的跟踪测距和定轨。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为卫星Ka扩频应答机测距零值标定组成图；

图2为任务模式下Ka应答机的测距连接图；

图3为标校模式下Ka应答机的测距连接图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例：

根据本发明提供的一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，包括：Ka扩频应答机、地面Ka链路箱、Ka上/下变频器、混频器、测控基带：所述Ka扩频应答机属于星上产品，本发明中完成上行测距和下行测距的信道传输，配合地面完成卫星的跟踪测距和定轨。所述Ka链路箱属于地面设备，主要实现对测控上、下行链路的通道选择、功率调理、监视控制等功能，同时所有上下行信号都通过耦合至开关输出。所述Ka上/下变频器属于地面设备，主要包括Ka上变频器和Ka下变频器，支持扩频体制。所述混频器属于地面设备，主要功能是使得输出信号频率等于两输入信号频率之和或差或为两者其他组合的电路所述测控基带属于地面设备，能够设置不同的工作方式，包括任务模式和中频闭环工作方式。主要是将信号完成调制后送到中频接口，通过上变频发给卫星发送测距信号；接收卫星测距信号，完成下变频及基带解调后，送给测控中心管理计算机。所述Ka扩频应答机、Ka链路箱、Ka上/下变频器、混频器和测控基带相互之间通过射频电缆连接，测控基带连入综测网络。

本发明所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，按以下步骤执行：步骤1：将星上Ka应答机与地面Ka链路箱、Ka上/下变频器、测控基带设备互连，设置上变频器的频率和下变频器的频率，设置基带设备的上下行测距信号，基带解调后计算出相应的任务模式下测距值R1，并发送到测控基带设备；步骤2：将地面测控基带、Ka上下变频器、Ka链路箱互连，再将步骤1中星上Ka应答机的上下行原配射频电缆拆下，使其通过混频器将上行测距信号和信号源连接，设置信号源将上下行信号频率统一，设置基带中频闭环模式，同时将上下行测距信号短码类型设置统一，基带设备测出标校模式下测距值R2。步骤3：将任务模式下的测距值R1减去标校模式下的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。

本发明提供了一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，图1为卫星Ka扩频应答机测距零值的计算方法，所用设备有Ka扩频应答机、地面Ka链路箱、Ka上/下变频器、混频器、测控基带，所述Ka扩频应答机、Ka链路箱、Ka上/下变频器、混频器和测控基带相互之间通过射频电缆连接，测控基带连入综测网络。

如图2所示，将星上Ka应答机与地面Ka链路箱、Ka上/下变频器、测控基带设备通过射频电缆互连，设置上变频器的频率和下变频器的频率，设置基带设备的上下行测距信号，基带解调后计算出相应的任务模式下测距值R1，并发送到测控基带设备；

如图3所示，将地面测控基带、Ka上下变频器、Ka链路箱互连，再将步骤1中星上Ka应答机的上下行原配射频电缆拆下，使其通过混频器将上行测距信号和信号源连接，设置信号源将上下行信号频率统一，将基带的工作方式设置为中频闭环模式，同时设置调制参数和接受参数中的测距通道参数，将上下行测距信号短码类型设置统一，基带设备测出标校模式下测距值R2。

最后，将任务模式下的测距值R1减去标校模式下的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。

综上所述，本发明的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，解决了Ka应答机上下频点差值大，现有Ka上变频器和Ka下变频器不能同频设置的缺点，应用此方法能够完成地面上下变频器的频率统一设置，进而得出卫星Ka应答机的测距零值，其测试结果有效为在轨测试应用提供参考依据，配合地面完成卫星的跟踪测距和定轨。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，其特征在于，包括：

步骤1：将星上Ka应答机与地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，设置Ka上下变频器的频率，设置测控基带设备的上下行测距信号，在测控基带解调后计算相应任务模式的测距值R1，并发送到测控基带设备；

步骤2：将地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，再将星上Ka应答机的上下行射频电缆通过混频器将上行测距信号和信号源连接，在信号源上设置上下行信号频率差值，通过混频器将上下行信号频率统一，设置基带中频闭环模式，同时将上下行测距信号短码类型设置统一，通过测控基带设备测出标校模式的测距值R2；

步骤3：将任务模式的测距值R1减去标校模式的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。

2.根据权利要求1所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，其特征在于，所述任务模式的测试路径为：

上行路径：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱→星上Ka应答机；

下行路径：星上Ka应答机→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

3.根据权利要求1所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，其特征在于，所述标校模式的测试路径为：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱和信号源→混频器→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

4.根据权利要求1所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，其特征在于，所述混频器具有频率加减功能，在标校模式中，通过混频器及信号源对Ka上下变频器进行频率统一。

5.根据权利要求1所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法，其特征在于，所述测控基带设备的任务模式需要在两次测试时进行对应设置，在星上测量时采用任务模式，在地面标校时采用中频闭环模式。

6.一种卫星Ka扩频应答机测距零值标定系统，其特征在于，包括：

模块M1：将星上Ka应答机与地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，设置Ka上下变频器的频率，设置测控基带设备的上下行测距信号，在测控基带解调后计算相应任务模式的测距值R1，并发送到测控基带设备；

模块M2：将地面Ka链路箱、Ka上下变频器、测控基带设备互连，再将星上Ka应答机的上下行射频电缆通过混频器将上行测距信号和信号源连接，在信号源上设置上下行信号频率差值，通过混频器将上下行信号频率统一，设置基带中频闭环模式，同时将上下行测距信号短码类型设置统一，通过测控基带设备测出标校模式的测距值R2；

模块M3：将任务模式的测距值R1减去标校模式的测距值R2，得到Ka应答机测距零值。

7.根据权利要求6所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定系统，其特征在于，所述任务模式的测试路径为：

上行路径：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱→星上Ka应答机；

下行路径：星上Ka应答机→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

8.根据权利要求6所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定系统，其特征在于，所述标校模式的测试路径为：测控基带设备→Ka上变频器→Ka链路箱和信号源→混频器→Ka链路箱→Ka下变频器→测控基带设备。

9.根据权利要求6所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定系统，其特征在于，所述混频器具有频率加减功能，在标校模式中，通过混频器及信号源对Ka上下变频器进行频率统一。

10.根据权利要求6所述的卫星Ka扩频应答机测距零值标定系统，其特征在于，所述测控基带设备的任务模式需要在两次测试时进行对应设置，在星上测量时采用任务模式，在地面标校时采用中频闭环模式。

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