CN113726409A - 一种卫星下行信号的校正方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种卫星下行信号的校正方法,包括:确定下行信号的接收时间;根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。本发明实施例提供的卫星下行信号的校正方法,无需星上处理,利用基于卫星平台获取的卫星运行数据实现了对多普勒频移实时校正,能够低成本、快速有效地进行多普勒频移补偿。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域,尤其涉及一种卫星下行信号的校正方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
低轨电子侦察卫星(太阳同步轨道卫星)接收或截获目标辐射信号(上行信号),同步向指定信号接收站发送下行信号,便于地面接收站对该信号实施接收。由于低轨卫星的高机动性(8km/s),下行信号中引入了多余的时延和多普勒信息,为了使信号接收站进行快速准确的信号锁定和有效接收,需要对下行信号中引入的时延和多普勒信息进行补偿和校正。
现有的多普勒频移校正方法主要包括两种,一种是采用长时间相干积分捕获的多普勒频率估计与补偿方法,利用全球导航卫星系统(Global Navigation SatelliteSystem,GNSS)信号捕获算法估计卫星的多普勒频率,但该方法计算量较大、实时性较低、流程较为复杂、消耗系统的资源高且不具备处理大带宽多普勒频移校正的能力;另一种方法是以待测量卫星为基准,选择卫星轨道参数最近且过顶时间相差在设定时间内的若干个卫星作为参考卫星,计算参考卫星对应的多普勒频移作为待测卫星的补偿量,但该方法需要找到多个参考卫星才能够进行补偿,且对待测量的卫星与参考卫星的载荷频段有严格要求,并需要已知参考卫星准确的上下行信号时频对应关系,故不具备通用性。
发明内容
本发明实施例提供了一种卫星下行信号的校正方法、装置、设备及存储介质,实现了对卫星下行信号的多普勒频移的校正。
第一方面,本发明实施例提供了一种卫星下行信号的校正方法,包括:
确定下行信号的接收时间;
根据所述下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;
根据所述下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,所述频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
进一步地,根据所述下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间,包括:
确定在所述下行信号的接收时间,卫星到信号接收站的距离;
将所述卫星到信号接收站的距离和下行信号传播速度的比值确定为卫星下行信号从卫星到信号接收站的传播时延;
将所述下行信号的接收时间与传播时延之差确定为所述卫星发射下行信号的估计时间。
进一步地,确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度,包括:
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量;
将所述卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量的乘积确定为所述卫星到信号接收站的初始径向速度。
进一步地,根据所述下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号,包括:
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向加速度和初始径向加加速度;
根据所述下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定所述频移校正后的信号公式中的频移校正因数;
获取所述下行信号的接收时间的下行信号,根据所述频移校正后的信号公式,将所述下行信号与所述频移校正因数的乘积确定为所述校正后的下行信号。
进一步地,根据所述下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定所述频移校正后的信号公式中的频移校正因数,包括:
根据所述卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度分别确定多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率;
根据所述下行信号的接收时间、多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率,结合所述频移校正后的信号公式中的频移校正因式,确定所述频移校正因数。
进一步地,根据频移校正前的信号公式确定频移校正后的信号公式的步骤包括:
根据所述频移校正前的信号公式确定频移因式;
将所述频移因式的倒数确定为所述频移校正因式。
进一步地,根据所述频移校正前的信号公式确定频移因式,包括:
结合卫星到信号接收站的距离公式,确定所述频移校正前的信号公式的变形公式;
将所述变形公式进行简化处理,确定所述变形公式的简化公式;
提取所述简化公式中与频移相关的因素,并确定为所述频移因式。
第二方面,本发明实施例还提供了一种卫星下行信号的校正装置,包括:
下行信号的接收时间确定模块,用于确定下行信号的接收时间;
卫星发射下行信号的估计时间确定模块,用于根据所述下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;
初始径向速度确定模块,用于确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;
校正后的下行信号确定模块,用于根据所述下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,所述频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
可选的,卫星发射下行信号的估计时间确定模块还用于:
确定在所述下行信号的接收时间,卫星到信号接收站的距离;
将所述卫星到信号接收站的距离和下行信号传播速度的比值确定为卫星下行信号从卫星到信号接收站的传播时延;
将所述下行信号的接收时间与传播时延之差确定为所述卫星发射下行信号的估计时间。
可选的,初始径向速度确定模块还用于:
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量;
将所述卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量的乘积确定为所述卫星到信号接收站的初始径向速度。
可选的,校正后的下行信号确定模块还用于:
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向加速度和初始径向加加速度;
根据所述下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定所述频移校正后的信号公式中的频移校正因数;
获取所述下行信号的接收时间的下行信号,根据所述频移校正后的信号公式,将所述下行信号与所述频移校正因数的乘积确定为所述校正后的下行信号。
可选的,校正后的下行信号确定模块还用于:
根据所述卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度分别确定多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率;
根据所述下行信号的接收时间、多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率,结合所述频移校正后的信号公式中的频移校正因式,确定所述频移校正因数。
可选的,校正后的下行信号确定模块还用于:
根据所述频移校正前的信号公式确定频移因式;
将所述频移因式的倒数确定为所述频移校正因式。
可选的,校正后的下行信号确定模块还用于:
结合卫星到信号接收站的距离公式,确定所述频移校正前的信号公式的变形公式;
将所述变形公式进行简化处理,确定所述变形公式的简化公式;
提取所述简化公式中与频移相关的因素,并确定为所述频移因式。
第三方面,本发明实施例还提供了一种卫星下行信号的校正的计算机设备,包括:
包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例任一所述的卫星下行信号的校正方法。
第四方面,本发明实施例还提供了一种卫星下行信号的校正的存储介质,其上存储有计算机程序,该程序被处理装置执行时实现如本发明实施例任一所述的卫星下行信号的校正方法。
本发明实施例首先确定下行信号的接收时间;然后根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;再确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;最后根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。本发明实施例提供的卫星下行信号的校正方法,无需星上处理,利用基于卫星平台获取的卫星运行数据实现了对多普勒频移实时校正,能够低成本、快速有效的进行多普勒频移补偿,且适用于高轨、中轨、低轨等所有卫星平台,还可以适用于较宽的卫星下行信号校正。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种卫星下行信号的校正方法流程图;
图2是本发明实施例一中的一种卫星信号转发过程示意图;
图3是本发明实施例一中的一种上行信号和校正后下行信号的时差对比仿真图;
图4是本发明实施例一中的一种上行信号和校正后下行信号的频差对比仿真图;
图5是本发明实施例一中的一种上行信号和校正后下行信号的时差误差对比仿真图;
图6是本发明实施例一中的一种上行信号和校正后下行信号的频差误差对比仿真图;
图7是本发明实施例二中的一种频移校正后的信号公式确定方法流程图;
图8是本发明实施例三中的一种卫星下行信号的校正装置结构示意图;
图9是本发明实施例四中的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,而非对本发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1为本发明实施例一提供的一种卫星下行信号的校正方法流程图,本实施例可适用于对卫星下行信号的多普勒频移进行校正的情况,该方法可以由卫星下行信号的校正装置来执行,该装置可由硬件和/或软件组成,并一般可集成在具有卫星下行信号的校正功能的设备中,该设备可以是服务器或服务器集群等电子设备。如图1所示,具体包括如下步骤:
步骤110、确定下行信号的接收时间。
在本实施例中,下行信号可以是低轨卫星接收到目标辐射源发送的上行链路信号后,转发至地面信号接收站的下行链路的信号,下行信号的接收时间即信号接收站接收到该下行信号的时间。进一步地,下行信号的接收时间可以通过数据采集记录的绝对时标进行确定。
图2是本实施例提供的一种卫星信号转发过程示意图,如图所示,目标辐射源将目标信号发送给卫星,该信号路径为上行链路,卫星接收到目标信号后,将目标信号转发给地面信号接收站,从卫星到地面信号接收站的信号路径为下行链路,下行链路的信号即为下行信号。
步骤120、根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间。
在本实施例中,卫星发射下行信号的实际时间难以准确获取,可以根据下行信号的接收时间进行估计。
可选的,根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间的方式可以是:确定在下行信号的接收时间,卫星到信号接收站的距离;将卫星到信号接收站的距离和下行信号传播速度的比值确定为卫星下行信号从卫星到信号接收站的传播时延;将下行信号的接收时间与传播时延之差确定为卫星发射下行信号的估计时间。
具体的,令下行信号的接收时间为t1,卫星发射下行信号的实际时间为t0,卫星发射下行信号的估计时间为可以根据下行信号的接收时间为t1减去相应时刻卫星下行信号从卫星到信号接收站的传播时延τ(t1)得到t0的估计倍即
式中,R(t1)为t1时刻卫星到信号接收站的距离,c为下行信号传播速度。
进一步地,R(t1)=||s(t1)-rm||,
式中,s(t1)为t1时刻卫星的位置,rm为信号接收站的位置。
具体公式表示如下:
步骤130、确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度。
在本实施例中,时刻卫星到信号接收站的径向速度可以根据星历获取,其中,星历为太空飞行体运行时随时间而变的精确位置或轨迹表,可以确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数。确定时间后,可以根据星历精确计算该时刻卫星到信号接收站的初始径向速度。
可选的,确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度的方式可以是:确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量;将卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量的乘积确定为卫星到信号接收站的初始径向速度。
步骤140、根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号。
其中,频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
在本实施例中,确定下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度之后,可以结合频移校正后的信号公式,对校正后的下行信号进行计算确定。
可选的,根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号的方式可以是:确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向加速度和初始径向加加速度;根据下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定频移校正后的信号公式中的频移校正因数;获取下行信号的接收时间的下行信号,根据频移校正后的信号公式,将下行信号与频移校正因数的乘积确定为校正后的下行信号。
令频移校正因数为E,根据下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度可以确定频移校正后的信号公式中的频移校正因数E。令下行信号的接收时间,即t1时刻,校正后的下行信号为rdc(t1),校正前的下行信号为rd(t1),根据频移校正后的信号公式,rdc(t1)=rd(t1)·E。
进一步地,根据下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定频移校正后的信号公式中的频移校正因数的方式可以是:根据卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度分别确定多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率;根据下行信号的接收时间、多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率,结合频移校正后的信号公式中的频移校正因式,确定频移校正因数。
具体的,多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率的计算方式分别为:
式中,fd为多普勒频移,Kd为多普勒频移变化率,Gd为多普勒频移变化率的变化率,f0为下行信号的初始频率,vd0、ad0和bd0分别为时刻卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度。
频移校正后的信号公式中的频移校正因式可以表示为exp(-j(2πfdt+πKdt2+πGdt3)),确定下行信号的接收时间、多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率后,可以根据该频移校正因式确定频移校正因数E。
为验证本发明实施例中的卫星下行信号的校正方法的有效性,可以通过蒙特卡洛仿真,分析对下行链路信号进行补偿校正后,其下行链路的多普勒频移残差大小。假设下行频率为8.34GHz,目标信号带宽25kHz,采样率100kHz(时间分辨率10us),信号时长100ms,同步轨道卫星、低轨卫星上行链路和下行链路信号信噪比均为0dB,目标信号经同步轨道卫星上下行链路和低轨卫星上行链路之后的时差为3922.49us、多普勒频差为-560.27Hz。
仿真原理如下:利用卫星工具包(Satellite Tool Kit,STK)将生成报告间隔时间设置为时间分辨率10us,然后根据时间分辨率10us间隔的星历得到低轨卫星的位置和速度矢量,进而直接求取得到信号时长100ms内,每个采样时刻低轨卫星到地面接收站的下行链路的多普勒频移大小,构成与目标信号每个采样时刻相对应的指数项相位序列,与前面生成的上行链路目标信号对应点乘,得到下行链路信号。然后,利用STK将生成报告间隔时间设置为时间分辨率1s,根据时间分辨率1s间隔的星历得到低轨卫星在过境时间内的位置和速度矢量,拟合得到过境时间内径向加速度与径向加加速度的估计值,再以10us的时间间隔计算得到信号有效时长内的对应的多普勒频移、多普勒频移变化率及多普勒变化率的变化率的估计值,并对下行链路信号进行多普勒频移的补偿校正。
图3和图4分别为本发明实施例提供的一种上行信号和校正后下行信号的时差和频差对比仿真图,图5和图6分别为本发明实施例提供的一种上行信号和校正后下行信号的时差和频差误差对比仿真图。如图所示,进行100次蒙特卡洛仿真,分别利用同步轨道卫星与低轨卫星上行链路信号,以及同步轨道卫星与经过多普勒补偿校正后的低轨卫星下行链路信号进行时频差提取,得到100次时差与多普勒频差估计结果及其对应的估计偏差,结果表明,利用经过校正方法对多普勒频移补偿校正后的下行信号与同步轨道卫星信号提取的时频差结果,和利用上行信号与同步轨道卫星信号提取的时频差结果一致,与真实值相符,且估计误差相当。
经统计,同步轨道卫星与低轨卫星上行链路信号的时差估计误差标准差为715.1785ns、频差估计误差标准差为64.7mHz,同步轨道卫星与经过本发明实施例所述方法校正后的低轨卫星下行链路信号的时差估计误差标准差为771.6594ns、频差估计误差标准差为74.3mHz。可见,经过本发明实施例所述的方法,同步轨道卫星与低轨卫星下行链路信号的频差估计结果和估计精度,与同步轨道卫星与低轨卫星上行链路信号的频差估计结果和估计精度基本相当,验证了本发明实施例所述的卫星下行信号的校正方法的准确性与有效性。
本发明实施例首先确定下行信号的接收时间;然后根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;再确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;最后根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。本发明实施例提供的卫星下行信号的校正方法,无需星上处理,利用基于卫星平台获取的卫星运行数据实现了对多普勒频移实时校正,能够低成本、快速有效的进行多普勒频移补偿,且适用于高轨、中轨、低轨等所有卫星平台,还可以适用于较宽的卫星下行信号校正。
实施例二
图7为本发明实施例二提供的一种频移校正后的信号公式确定方法流程图,本实施例可适用于根据频移校正前的信号公式确定频移校正后的信号公式的情况。如图7所示,具体包括如下步骤:
步骤141、根据频移校正前的信号公式确定频移因式。
在本实施例中,频移校正前的信号公式为:
可选的,根据频移校正前的信号公式确定频移因式的方式可以是:结合卫星到信号接收站的距离公式,确定频移校正前的信号公式的变形公式;将变形公式进行简化处理,确定变形公式的简化公式;提取简化公式中与频移相关的因素,并确定为频移因式。
具体的,卫星到信号接收站的距离公式为:
式中,R0为卫星到信号接收站的初始径向距离,vd0为卫星到信号接收站的初始径向速度,ad0为卫星到信号接收站的初始径向加速度,bd0为卫星到信号接收站的初始径向加加速度。
忽略卫星到信号接收站的初始径向速度vd0,卫星到信号接收站的初始径向加速度ad0和卫星到信号接收站的初始径向加加速度bd0对下行信号振幅的影响,将上式化简为:
根据上述公式可以确定,该简化公式中与频移相关的因素为exp(j(2πfdt+πKdt2+πGdt3)),即频移因式为exp(j(2πfdt+πKdt2+πGdt3))。
步骤142、将频移因式的倒数确定为频移校正因式。
在本实施例中,根据频移校正前的信号公式确定频移因式后,可以将频移因式的倒数确定为频移校正因式,即频移校正因式为exp(-j(2πfdt+πKdt2+πGdt3))。
进一步地,根据频移校正前的信号公式可以确定频移校正后的信号公式为:
rdc(t)=rd(t)exp(-j(2πfdt+πKdt2+πGdt3)),
式中,rd(t)为频移校正前的下行信号,rdc(t)为频移校正后的下行信号。
本发明实施例首先根据频移校正前的信号公式确定频移因式,然后将频移因式的倒数确定为频移校正因式。本发明实施例提供的频移校正后的信号公式的确定方法,通过对频移校正前的信号公式进行处理和推导,确定了频移校正后的信号公式,使得在进行卫星下行信号的校正时,可以依据该公式进行计算,实现了对下行信号多普勒频移的准确校正。
实施例三
图8为本发明实施例三提供的一种卫星下行信号的校正装置结构示意图。如图8所示,该装置包括:下行信号的接收时间确定模块210,卫星发射下行信号的估计时间确定模块220,初始径向速度确定模块230,校正后的下行信号确定模块240。
下行信号的接收时间确定模块210,用于确定下行信号的接收时间。
卫星发射下行信号的估计时间确定模块220,用于根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间。
可选的,卫星发射下行信号的估计时间确定模块220还用于:确定在下行信号的接收时间,卫星到信号接收站的距离;将卫星到信号接收站的距离和下行信号传播速度的比值确定为卫星下行信号从卫星到信号接收站的传播时延;将下行信号的接收时间与传播时延之差确定为卫星发射下行信号的估计时间。
初始径向速度确定模块230,用于确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度。
可选的,初始径向速度确定模块230还用于:确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量;将卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量的乘积确定为卫星到信号接收站的初始径向速度。
校正后的下行信号确定模块240,用于根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
可选的,校正后的下行信号确定模块240还用于:确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向加速度和初始径向加加速度;根据下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定频移校正后的信号公式中的频移校正因数;获取下行信号的接收时间的下行信号,根据频移校正后的信号公式,将下行信号与频移校正因数的乘积确定为校正后的下行信号。
可选的,校正后的下行信号确定模块240还用于:根据卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度分别确定多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率;根据下行信号的接收时间、多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率,结合频移校正后的信号公式中的频移校正因式,确定频移校正因数。
可选的,校正后的下行信号确定模块240还用于:根据频移校正前的信号公式确定频移因式;将频移因式的倒数确定为频移校正因式。
可选的,校正后的下行信号确定模块240还用于:结合卫星到信号接收站的距离公式,确定频移校正前的信号公式的变形公式;将变形公式进行简化处理,确定变形公式的简化公式;提取简化公式中与频移相关的因素,并确定为频移因式。
上述装置可执行本公开前述所有实施例所提供的方法,具备执行上述方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节,可参见本公开前述所有实施例所提供的方法。
实施例四
图9为本发明实施例四提供的一种计算机设备的结构示意图。图9示出了适于用来实现本发明实施方式的计算机设备312的框图。图9显示的计算机设备312仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。设备312是典型的卫星下行信号的校正计算设备。
如图9所示,计算机设备312以通用计算设备的形式表现。计算机设备312的组件可以包括但不限于:一个或者多个处理器316,存储装置328,连接不同系统组件(包括存储装置328和处理器316)的总线318。
总线318表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储器总线或者存储器控制器,外围总线,图形加速端口,处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说,这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture,ISA)总线,微通道体系结构(Micro Channel Architecture,MCA)总线,增强型ISA总线、视频电子标准协会(Video Electronics Standards Association,VESA)局域总线以及外围组件互连(Peripheral Component Interconnect,PCI)总线。
计算机设备312典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备312访问的可用介质,包括易失性和非易失性介质,可移动的和不可移动的介质。
存储装置328可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质,例如随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)330和/或高速缓存存储器332。计算机设备312可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例,存储系统334可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图9未显示,通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图9中未示出,可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器,以及对可移动非易失性光盘(例如只读光盘(Compact Disc-Read Only Memory,CD-ROM)、数字视盘(Digital Video Disc-Read Only Memory,DVD-ROM)或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下,每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线318相连。存储装置328可以包括至少一个程序产品,该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块,这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块326的程序336,可以存储在例如存储装置328中,这样的程序模块326包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块326通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
计算机设备312也可以与一个或多个外部设备314(例如键盘、指向设备、摄像头、显示器324等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备312交互的设备通信,和/或与使得该计算机设备312能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡,调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口322进行。并且,计算机设备312还可以通过网络适配器320与一个或者多个网络(例如局域网(Local AreaNetwork,LAN),广域网Wide Area Network,WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器320通过总线318与计算机设备312的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合计算机设备312使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、磁盘阵列(Redundant Arrays of IndependentDisks,RAID)系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
处理器316通过运行存储在存储装置328中的程序,从而执行各种功能应用以及数据处理,例如实现本发明上述实施例所提供的卫星下行信号的校正方法。
实施例五
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质上存储有计算机程序,该程序被处理装置执行时实现如本发明实施例中的卫星下行信号的校正方法。本发明上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于:具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中,计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中,计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质,该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于:电线、光缆、RF(射频)等等,或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中,客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol,超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信,并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如,通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”),广域网(“WAN”),网际网(例如,互联网)以及端对端网络(例如,ad hoc端对端网络),以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的;也可以是单独存在,而未装配入该电子设备中。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序,当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时,使得该电子设备:确定下行信号的接收时间;根据下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;确定在卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;根据下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码,上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言,诸如Java、Smalltalk、C++,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中,远程计算机可以通过任意种类的网络连接到用户计算机,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),或者,可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图,图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分,该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在有些作为替换的实现中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现,也可以通过硬件的方式来实现。其中,单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如,非限制性地,可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括:现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本公开的上下文中,机器可读介质可以是有形的介质,其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备,或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种卫星下行信号的校正方法,用于对卫星下行信号的多普勒频移进行校正,其特征在于,包括:
确定下行信号的接收时间;
根据所述下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;
根据所述下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,所述频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间,包括:
确定在所述下行信号的接收时间,卫星到信号接收站的距离;
将所述卫星到信号接收站的距离和下行信号传播速度的比值确定为卫星下行信号从卫星到信号接收站的传播时延;
将所述下行信号的接收时间与传播时延之差确定为所述卫星发射下行信号的估计时间。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度,包括:
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量;
将所述卫星的速度及卫星到信号接收站的方向矢量的乘积确定为所述卫星到信号接收站的初始径向速度。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号,包括:
确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向加速度和初始径向加加速度;
根据所述下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定所述频移校正后的信号公式中的频移校正因数;
获取所述下行信号的接收时间的下行信号,根据所述频移校正后的信号公式,将所述下行信号与所述频移校正因数的乘积确定为所述校正后的下行信号。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,根据所述下行信号的接收时间、卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度确定所述频移校正后的信号公式中的频移校正因数,包括:
根据所述卫星到信号接收站的初始径向速度、初始径向加速度和初始径向加加速度分别确定多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率;
根据所述下行信号的接收时间、多普勒频移、多普勒频移变化率和多普勒频移变化率的变化率,结合所述频移校正后的信号公式中的频移校正因式,确定所述频移校正因数。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,根据频移校正前的信号公式确定频移校正后的信号公式的步骤包括:
根据所述频移校正前的信号公式确定频移因式;
将所述频移因式的倒数确定为所述频移校正因式。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,根据所述频移校正前的信号公式确定频移因式,包括:
结合卫星到信号接收站的距离公式,确定所述频移校正前的信号公式的变形公式;
将所述变形公式进行简化处理,确定所述变形公式的简化公式;
提取所述简化公式中与频移相关的因素,并确定为所述频移因式。
8.一种卫星下行信号的校正装置,用于对卫星下行信号的多普勒频移进行校正,其特征在于,包括:
下行信号的接收时间确定模块,用于确定下行信号的接收时间;
卫星发射下行信号的估计时间确定模块,用于根据所述下行信号的接收时间确定卫星发射下行信号的估计时间;
初始径向速度确定模块,用于确定在所述卫星发射下行信号的估计时间,卫星到信号接收站的初始径向速度;
校正后的下行信号确定模块,用于根据所述下行信号的接收时间、卫星发射下行信号的估计时间和卫星到信号接收站的初始径向速度,结合频移校正后的信号公式,确定校正后的下行信号;其中,所述频移校正后的信号公式根据频移校正前的信号公式确定。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括:包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7任一所述的卫星下行信号的校正方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理装置执行时实现如权利要求1-7中任一所述的卫星下行信号的校正方法。
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