FR2621132A1 - Method and device for measuring distances - Google Patents

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FR2621132A1 FR8713812A FR8713812A FR2621132A1 FR 2621132 A1 FR2621132 A1 FR 2621132A1 FR 8713812 A FR8713812 A FR 8713812A FR 8713812 A FR8713812 A FR 8713812A FR 2621132 A1 FR2621132 A1 FR 2621132A1
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Abstract

In a system used for determining the orbital position of a spacecraft, the distance measuring signal code A, code B, code N transmitted between an earth station 100 and the spacecraft 400 is produced by modulating a set of pseudo-random pulses at a high repetition rate with binary data at a slow repetition rate; each pulse is then separated into two half-pulses and every other half-pulse is inverted. The measuring signal retransmitted by the spacecraft is picked up at an earth station where the received signal is compared with a local replica of the code and the difference signal is used to control any drifting between the local code and the received signal in order to establish synchronism between these signals. This method makes it possible to transmit a communication signal at the same time as several measuring signals on the same carrier frequency with negligible mutual interference.

Description

La présente invention concerne un système pour mesurer la distance entre une ou plusieurs stations terriennes et un spationef ou satellite afin de déterminer la position orbitale du spationef.The present invention relates to a system for measuring the distance between one or more earth stations and a spacecraft or satellite in order to determine the orbital position of the spacecraft.

Pour effectuer cette mesure de distances, une station terrienne transmet un signal de mesure de distances vers le spationef dans la bande des hyperfréquences et le spationef retransmet ce signal à la station terrienne ou une station terrienne principale qui le traite par des moyens électroniques. Les systèmes de mesure de distances couramment utilisés peuvent être divisés en deux groupes principaux, à savoir: les systèmes à fréquences audibles et les systèmes à codes. Les systèmes de mesure de distances à fréquences audibles travaillent avec un ensemble de fréquences distinctes et concentrent la majeure partie de l'énergie du signal dans des bandes de fréquences plutôt étroites. En raison de la grande possibilité d'interférences, aucune transmission simultanée n'est possible dans la mbme bande de fréquences.To perform this distance measurement, an earth station transmits a distance measurement signal to the space station in the microwave band and the space station retransmits this signal to the earth station or a main earth station which processes it by electronic means. Commonly used distance measurement systems can be divided into two main groups, namely: audible frequency systems and code systems. Audible frequency distance measurement systems work with a set of distinct frequencies and concentrate most of the signal energy in rather narrow frequency bands. Due to the high possibility of interference, no simultaneous transmission is possible in the same frequency band.

Les systèmes de mesure de distances à codes sont basés sur la modulation d'un signal audible ou un signal numérique à faible cadence avec un code à cadence élevée de manière à répartir l'énergie du signal uniformément sur une large bande de fréquences. Le code peut être un signal à profil sélectionné afin de satisfaire à d'autres exigences.Coded distance measurement systems are based on the modulation of an audible signal or a low cadence digital signal with a high cadence code so as to distribute the signal energy evenly over a wide frequency band. The code may be a signal with a selected profile in order to satisfy other requirements.

Dans les systèmes connus, le signal de mesure de distances est produit habituellement en utilisant un code, dit code NRZ (Non Retour Zéro) qui se caractérise par un format binaire dans lequel il n'y a pas de retour à zéro entre chaque impulsion. Lorsqu'un tel signal de mesure se trouve reçu dans une station terrienne, il donne lieu à un signal ayant une densité spectrale maximale au voisinage de la fréquence centrale de la bande hyperfréquence de sorte qu'il n'est guère possible de transmettre simultanément sur la même fréquence porteuse, un signal de communication entre la station terrienne et le spationef sans altérer considérablement le signal de communication car la discrimination à la réception est difficile.In known systems, the distance measurement signal is usually produced using a code, called NRZ code (No Zero Return) which is characterized by a binary format in which there is no return to zero between each pulse. When such a measurement signal is received at an earth station, it gives rise to a signal having a maximum spectral density in the vicinity of the center frequency of the microwave band so that it is hardly possible to transmit simultaneously over the same carrier frequency, a communication signal between the earth station and the spacecraft without considerably altering the communication signal because discrimination on reception is difficult.

L'invention a pour obJet un procédé et un dispositif de mesure de distances qui permet la transmission simultanée d'un signal de communication et de plusieurs signaux de mesure sur une même fréquence porteuse.The object of the invention is a method and a device for measuring distances which allows the simultaneous transmission of a communication signal and of several measurement signals on the same carrier frequency.

Le procédé selon l'invention se caractérise en ce que chaque impulsion du signal de mesure de distances produit est séparée en deux demi-impulsions et en ce que la seconde demi-impulsion est inversée avant la transmission dudit signal de mesure de distances par la station terrienne.The method according to the invention is characterized in that each pulse of the distance measurement signal produced is separated into two half-pulses and in that the second half-pulse is inverted before the transmission of said distance measurement signal by the station earthly.

Lorsque le signal de mesure de distances retransmis par le spationef est reçu dans une statianterrienne, l'acquisition de ce signal se fait en le comparant à un code local afin de produire un signal de différence lorsque les signaux comparés ne sont pas synchrones, le signal de différence servant à commander le glissement du code local par rapport au signal reçu de manière à réduire la différence temporelle entre les deux signaux et rétablir pratiquement le synchronisme entre le code local et le signal de mesure reçu.When the distance measurement signal retransmitted by the spacecraft is received in a terrestrial antenna, the acquisition of this signal is done by comparing it with a local code in order to produce a difference signal when the compared signals are not synchronous, the signal difference used to control the sliding of the local code relative to the received signal so as to reduce the time difference between the two signals and practically restore synchronism between the local code and the received measurement signal.

Le dispositif selon l'invention qui comprend des circuits d'émission et de réception de signaux, connus en soi, connectés à une antenne hertzienne, et un modem qui comporte un générateur de code pour produire un signal de mesure de distances par modulation d'une suite d'impulsions pseudo-aléatoires à cadence élevée avec une information binaire à cadence lente, le signal de mesure de distances comprenant une suite d'impulsions, se caractérise en ce que ledit modem comprend en outre un dispositif convertisseur agencé pour séparer chaque impulsion du code NRZ produit par le générateur de code en deux demi-impulsions et pour inverser la seconde demi-impulsion avant la transmission du signal de mesure de distances par la station terrienne.The device according to the invention which comprises circuits for transmitting and receiving signals, known per se, connected to a radio antenna, and a modem which includes a code generator for producing a distance measurement signal by modulation of a sequence of pseudo-random pulses at high cadence with binary information at slow cadence, the distance measurement signal comprising a sequence of pulses, is characterized in that said modem also comprises a converter device arranged to separate each pulse NRZ code produced by the code generator in two half-pulses and to invert the second half-pulse before the transmission of the distance measurement signal by the earth station.

Le modem comprend en outre un circuit d'acquisition comprenant un moyen pour comparer le signal de mesure de distances reçu avec un code local afin de produire un signal de différence lorsque le signal reçu et le code local ne sont pas synchrones, et un détecteur répondant au signal de différence pour commander un circuit de commande d'horloge qui contrôle le générateur de code de manière à produire un glissement entre le code local et le signal reçu et rétablir pratiquement le synchronisme entre les deux signaux. Plusieurs modems peuvent être prévus, chaque modem étant destiné à l'acquisition d'un signal de mesure de distances distinct. The modem further comprises an acquisition circuit comprising means for comparing the distance measurement signal received with a local code in order to produce a difference signal when the received signal and the local code are not synchronous, and a responding detector. to the difference signal to control a clock control circuit which controls the code generator so as to produce a slip between the local code and the received signal and practically restore the synchronism between the two signals. Several modems can be provided, each modem being intended for the acquisition of a separate distance measurement signal.

L'invention est exposée dans ce qui suit à l'aide des dessins ci-annexés. Dans ces dessins: La figure 1 est un schéma d'ensemble d'un système de mesure de distances, la figure 2 montre le format binaire d'un exemple de signal de mesure de distances selon l'invention utilisé dans un système tel que schématisé dans la figure 1, la figure 3 est un schéma général du dispositif de mesure de distances dans la station terrienne principale du système selon la figure 1, la figure 4 est un schéma d'un mode d'exécution exemplaire du modem de mesure de distances selon l'invention, . les figures 5, 6 et 7 sont des diagrammes illustrant les performances réalisées grâce au système selon l'invention.The invention is set out in the following with the aid of the attached drawings. In these drawings: FIG. 1 is an overall diagram of a distance measurement system, FIG. 2 shows the binary format of an example of distance measurement signal according to the invention used in a system as shown diagrammatically in figure 1, figure 3 is a general diagram of the distance measuring device in the main earth station of the system according to figure 1, figure 4 is a diagram of an exemplary embodiment of the distance measuring modem according to the invention,. Figures 5, 6 and 7 are diagrams illustrating the performance achieved by the system according to the invention.

Se reportant à la figure 1 on voit illustré schématiquement l'ensemble d'un système de mesure de distances comprenant plusieurs stations terriennes 100, 200, 300 et un spationef ou satellite artificiel 400. Parmi les stations terriennes, l'une est la station terrienne principale 100 et les autres sont des appareils de réponse terriens 200, 300 ou transpondeurs. La station terrienne principale 100 transmet un signal de mesure de distances ou code A vers le spationef ou satellite 400 et celui-ci, après acquisition du signal, le retransmet vers la station terrienne 100 ainsi que vers chacun des appareils de réponse terriens 200, 300.Après acquisition du code A, chaque appareil de réponse terrien répond en transmettant vers le spationef 400 un code distinct (code B, code N) et le spationef 400 retransmet chacun de ces codes vers la station terrienne 100 où chaque signal est traité en vue de déterminer la position orbitale du spationef.Referring to FIG. 1, there is shown diagrammatically an entire distance measurement system comprising several earth stations 100, 200, 300 and a spacecraft or artificial satellite 400. Among the earth stations, one is the earth station main 100 and the others are 200, 300 terrestrial response devices or transponders. The main earth station 100 transmits a distance measurement signal or code A to the spacecraft or satellite 400 and the latter, after acquisition of the signal, retransmits it to the earth station 100 as well as to each of the earth response devices 200, 300 .After acquisition of code A, each earth response device responds by transmitting a separate code to the spationef 400 (code B, code N) and the spationef 400 retransmits each of these codes to earth station 100 where each signal is processed in view to determine the orbital position of the spacecraft.

Le signal de mesure est un signal codé produit en modulant une suite d'impulsions pseudo-aléatoires à cadence élevée par une information binaire à cadence lente. Le signal code comprend habituellement plusieurs milliers d'impulsions. Un nombre d'impulsions de 8191 est recommandable car 8191 est un nombre primaire et l'orthogonalité du code obtenu est par conséquent optimale, avec pour résultat une inter-corrélation minimum avec d'autres codes. Le signal codé est transmis par l'intermédiaire de l'antenne après transposition dans la bande hyperfréquence au moyen d'une modulation avec une fréquence porteuse choisie.The measurement signal is a coded signal produced by modulating a sequence of pseudo-random pulses at high rate with binary information at slow rate. The signal code usually includes several thousand pulses. A number of pulses of 8191 is recommendable because 8191 is a primary number and the orthogonality of the code obtained is therefore optimal, resulting in minimum inter-correlation with other codes. The coded signal is transmitted via the antenna after transposition into the microwave band by means of modulation with a chosen carrier frequency.

Dans les systèmes antérieurs, le signal de mesure de distances est produit en adoptant un format binaire, dit code NRZ, dans lequel il n'y a pas de retour à zéro entre chaque impulsion (c'est-à-dire un format dans lequel un "1" est représenté par le niveau maximal pendant toute la durée de l'impulsion et un "0" est représenté par le niveau minimum). Ce type de code donne lieu, à la réception de la bande de base dans une station terrienne, à un signal ayant une densité spectrale maximale au voisinage de la fréquence centrale de la bande hyperfréquence. il en résulte, comme dit plus haut, qu'il n'est guère possible de transmettre un tel code en même temps qu'un signal de communication sur la même fréquence porteuse sans altérer considérablement le signal de communication.In previous systems, the distance measurement signal is produced by adopting a binary format, called NRZ code, in which there is no return to zero between each pulse (i.e. a format in which a "1" is represented by the maximum level throughout the duration of the pulse and a "0" is represented by the minimum level). This type of code gives rise, on reception of the baseband to an earth station, to a signal having a maximum spectral density in the vicinity of the center frequency of the microwave band. it follows, as said above, that it is hardly possible to transmit such a code at the same time as a communication signal on the same carrier frequency without considerably altering the communication signal.

Dans le système selon l'invention, le signal de mesure est produit en adptant un nouveau format binaire. Ce format que l'on appelera code SPL (Split Phase Level), est obtenu par conversion du code NRZ de telle manière que chaque impulsion avant conversion soit séparée en deux demi-impulsions déphasées l'une de l'autre de 180 , ctest-à-dire que chaque seconde demi-impulsion est inversée. La figure 2 illustre la forme d'onde du signal SPL résultant de la conversion d'une suite d'impulsions exemplaire 101100 représentée par l'onde NRZ.Dans le système selon l'invention, chaque station terrienne transmet donc un code SPL vers le spationef (par exemple le code A par la station 100, le code B par la station 200, le code N par la station 300 de la figure i) et le spationef, après acquisition, le retransmet comme décrit plus haut.In the system according to the invention, the measurement signal is produced by adopting a new binary format. This format, which will be called the SPL (Split Phase Level) code, is obtained by converting the NRZ code in such a way that each pulse before conversion is separated into two half-pulses phase-shifted by 180, ctest- that is, every second half pulse is reversed. FIG. 2 illustrates the waveform of the SPL signal resulting from the conversion of an exemplary pulse sequence 101100 represented by the NRZ wave. In the system according to the invention, each earth station therefore transmits an SPL code to the spationef (for example the code A by the station 100, the code B by the station 200, the code N by the station 300 of figure i) and the spationef, after acquisition, retransmits it as described above.

Lorsque le code retransmis par le spationef est reçu dans une station terrienne, l'acquisition du signal reçu se fait en le comparant à une réplique locale du code SPL et le résultat de la comparaison est détecté pour contrôler un glissement entre le code SPL local et le signal reçu afin d'établir le synchronisme entre les deux signaux.When the code retransmitted by the spacecraft is received in an earth station, the acquisition of the received signal is done by comparing it to a local replica of the SPL code and the result of the comparison is detected to control a slip between the local SPL code and the received signal in order to establish synchronism between the two signals.

La figure 3 montre un schéma général du dispositif de mesure de distances selon l'invention dans la station terrienne principale. Le dispositif comprend essentiellement un modem de mesure de distances pour chaque code à recevoir ainsi que les équipements intermédiaires usuels pour la liaison avec l'antenne A. Pour le système exemplaire illustré à la figure 7, la station principale 100 comprend les modems de mesure de distances iOA, 10B, 10N correspondant aux codes A, B...N. Les équipements de liaison avec l'antenne comprennent essentiellement les circuits de transposition usuels: un circuit d'émission EM pour transposer le code SPL dans la bande hyperfréquence et un circuit de réception REC pour transposer le signal reçu dans la bande intermédiaire IF.Seul le modem 10A est connecté au circuit d'émission puisque la station terrienne principale 100 transmet le code A. Par contre, le circuit de réception est connecté à chacun des modems 10A, 10B, 1DN. Chaque modem est également connecté à un compteur d'intervalle de temps 20 pour la commande d'une unité de traitement de données 30.Figure 3 shows a general diagram of the distance measuring device according to the invention in the main earth station. The device essentially comprises a distance measurement modem for each code to be received as well as the usual intermediate equipment for the connection with the antenna A. For the exemplary system illustrated in FIG. 7, the main station 100 includes the measurement modems of distances iOA, 10B, 10N corresponding to codes A, B ... N. The antenna connection equipment essentially comprises the usual transposition circuits: an emission circuit EM for transposing the SPL code in the microwave band and a reception circuit REC for transposing the signal received in the intermediate band IF. modem 10A is connected to the transmission circuit since the main earth station 100 transmits the code A. On the other hand, the reception circuit is connected to each of the modems 10A, 10B, 1DN. Each modem is also connected to a time interval counter 20 for the control of a data processing unit 30.

Un schéma général d'un mode d'exécution exemplaire du modem de mesure de distances selon l'invention est montré dans la figure 4. Un générateur de code 5, connu en soi, produit un code NRZ par modulation d'une suite d'impulsions pseudo-aléatoires à cadence élevée avec une information binaire à cadence lente et un convertisseur 6 est agencé pour séparer chaque impulsion du code NRZ produit par le générateur 5 en deux demi-impulsions et pour inverser la seconde demi-impulsion conformément au procédé selon l'invention. A la sortie du convertisseur 6 est ainsi produit un signal de mesure de distances ayant le format binaire du code SPL selon l'invention. Ce signal SPL est appliqué au circuit d'émission EM pour transmission par l'antenne.A general diagram of an exemplary embodiment of the distance measurement modem according to the invention is shown in FIG. 4. A code generator 5, known per se, produces an NRZ code by modulating a sequence of pseudo-random pulses at high rate with binary information at slow rate and a converter 6 is arranged to separate each pulse of the NRZ code produced by the generator 5 into two half-pulses and to reverse the second half-pulse according to the method according to 'invention. At the output of the converter 6 is thus produced a distance measurement signal having the binary format of the SPL code according to the invention. This signal SPL is applied to the transmission circuit EM for transmission by the antenna.

Le signal de mesure de distances reçu dans la station terrienne, après transposition à une fréquence intermédiaire IF, est appliqué à deux circuits 101 et 102: le circuit 101 constitue une boucle d'accrochage pour la commande du générateur d'horloge 15, le circuit 102 constitue un circuit d'acquisition ou de synchronisation pour le réglage des impulsions d'horloge produites par l'oscillateur 15. Le circuit d'accrochage 101 contient un mélangeur 1 pour comparer le signal IF à un signal DC qui est la différence entre les bits du code SPL séparés l'un de l'autre de deux positions binaires. Les circuits 7 sont des circuits de retard qui retardent les bits d'une position binaire. Le filtre 3 est un filtre passe-bande étroit qui laisse passer un signal dont le niveau dépasse le niveau du bruit si le code reçu et le code local sont en phase.The distance measurement signal received in the earth station, after transposition to an intermediate frequency IF, is applied to two circuits 101 and 102: the circuit 101 constitutes a latching loop for controlling the clock generator 15, the circuit 102 constitutes an acquisition or synchronization circuit for adjusting the clock pulses produced by the oscillator 15. The latching circuit 101 contains a mixer 1 for comparing the signal IF to a signal DC which is the difference between the bits of the SPL code separated from each other by two bit positions. The circuits 7 are delay circuits which delay the bits by one bit position. Filter 3 is a narrow bandpass filter which lets through a signal whose level exceeds the noise level if the received code and the local code are in phase.

Le circuit d'acquisition 102 contient un mélangeur 2 pour comparer le signal IF avec le code SPL local. Le signal de sortie du mélangeur ? représente la différence entre le signal reçu et le code SPL local. Le filtre 4 est un filtre passe-bande étroit qui laisse passer un signal dont le niveau dépasse le niveau du bruit si le code reçu et le code local sont en phase. The acquisition circuit 102 contains a mixer 2 for comparing the signal IF with the local SPL code. The mixer output signal? represents the difference between the received signal and the local SPL code. Filter 4 is a narrow bandpass filter which lets through a signal whose level exceeds the noise level if the received code and the local code are in phase.

Le signal de différence DIF, après mise en forme carrée dans un mélangeur 11, est reçu dans un détecteur de seuil 12. Le signal de différence DIF à l'un ou l'autre de deux états selon que le code reçu et le code local sont synchrones ou non et le détecteur de seuil 12 répond selon l'état du signal qu'il reçoit. Lorsque le signal
DIF a l'état qui indique que le code local et le code reçu sont synchrones, le détecteur 12 ferme le commutateur 17 de la boucle d'accrochage et l'oscillateur d'horloge 15 est alors commandé par le signal de la boucle d'accrochage 101 via le mélangeur 18.The DIF difference signal, after square shaping in a mixer 11, is received in a threshold detector 12. The DIF difference signal has one or the other of two states depending on whether the code received and the local code are synchronous or not and the threshold detector 12 responds according to the state of the signal it receives. When the signal
DIF has the state which indicates that the local code and the received code are synchronous, the detector 12 closes the switch 17 of the hanging loop and the clock oscillator 15 is then controlled by the signal of the loop. hooking 101 via the mixer 18.

Par contre, lorsque le signal DIF a l'état qui indique que le code local et le code reçu ne sont pas synchrones, le détecteur 12 applique un signal au circuit de commande d'horloge 13 qui contrôle la production du signal d'horloge engendré par l'oscillateur 15: le circuit de commande d'horloge 13 commande alors le diviseur-par-N 14 afin que soient ajoutées des impulsions au signal d'horloge de manière à produire un glissement entre le code local et le code reçu et rétablir le synchronisme entre ces signaux. Le synchronisme peut être considéré comme atteint lorsque la différence temporelle entre le code local et le code reçu n'est plus qu'une fraction prédéterminée d'une impulsion. A ce moment, le détecteur 12 cesse de contrôler le circuit de commande d'horloge 13 et ferme le commutateur 17: l'oscillateur 15 est alors commandé par le signal de la boucle d'accrochage 101.On the other hand, when the signal DIF has the state which indicates that the local code and the received code are not synchronous, the detector 12 applies a signal to the clock control circuit 13 which controls the production of the clock signal generated by the oscillator 15: the clock control circuit 13 then controls the divider-by-N 14 so that pulses are added to the clock signal so as to produce a slip between the local code and the received code and restore the synchronism between these signals. Synchronism can be considered to have been achieved when the time difference between the local code and the received code is only a predetermined fraction of a pulse. At this moment, the detector 12 stops controlling the clock control circuit 13 and closes the switch 17: the oscillator 15 is then controlled by the signal from the latching loop 101.

Revenant à la figure 3, la station terrienne principale 100 reçoit chaque code retransmis par le spationef dans un modem distinct. Après acquisition du code reçu comme décrit ci-dessus, chaque modem 10 actionne un compteur d'intervalle de temps 20 pour la commande de l'unité de traitement de données 30 en vue de la détermination de la position orbitale du spationef, d'une manière connue en soi. Returning to FIG. 3, the main earth station 100 receives each code retransmitted by the spacecraft in a separate modem. After acquisition of the code received as described above, each modem 10 actuates a time interval counter 20 for the control of the data processing unit 30 with a view to determining the orbital position of the spacecraft, a in a manner known per se.

Dans chaque appareil de réponse terrien, par exemple les appareils 200 et 300 de la figure 1, l'équipement comprend un modem de mesure de distances 10 seulement et les circuits de transposition usuels pour la liaison avec l'antenne hertzienne. En réponse à l'acquisition du code A reçu du spationef, le modem 10 produit un code SPL distinct qui, après transposition usuelle, est transmis au spationef, par exemple le code B transmis par le transpondeur 200 ou le code N transmis par le transpondeur 300.In each terrestrial response device, for example the devices 200 and 300 of FIG. 1, the equipment comprises a distance measuring modem 10 only and the usual transposition circuits for the link with the radio antenna. In response to the acquisition of the code A received from the space station, the modem 10 produces a separate SPL code which, after usual transposition, is transmitted to the space station, for example the code B transmitted by the transponder 200 or the code N transmitted by the transponder 300.

Par rapport aux systèmes à codes antérieurs, le système selon l'invention présente plusieurs avantages qui peuvent être résumés comme suit: a) La densité spectrale du signal de mesure de distances est minimale au voisinage de la fréquence centrale de la bande de transmission. La figure 5 montre un exemple de courbes de densité spectrale à la réception du signal de mesure de distances dans la station terrienne principale pour un signal en code SPL selon l'invention et pour un signal en code NRZ classique. En abscisses sont portés les écarts de fréquence autour de la fréquence porteuse (fréquence o). L'axe des ordonnées porte une échelle de niveaux relatifs du signal en décibels. On voit que la courbe NRZ présente son maximum au voisinage de la fréquence centrale 0; par contre, la densité spectrale pour le signal SPL se traduit par une courbe SPL qui se développe de part et d'autre de la fréquence centrale 0. Cette densité spectrale minimale au voisinage de la fréquence centrale permet la transmission simultanée d'un signal de communication et du signal de mesure de distances par la station terrienne principale sur la même fréquence porteuse avec une interférence mutuelle négligeable.Compared with prior code systems, the system according to the invention has several advantages which can be summarized as follows: a) The spectral density of the distance measurement signal is minimal in the vicinity of the center frequency of the transmission band. FIG. 5 shows an example of spectral density curves on reception of the distance measurement signal in the main earth station for a signal in SPL code according to the invention and for a signal in conventional NRZ code. On the abscissa are the frequency deviations around the carrier frequency (frequency o). The ordinate axis carries a scale of relative levels of the signal in decibels. We see that the NRZ curve presents its maximum near the center frequency 0; on the other hand, the spectral density for the signal SPL results in an SPL curve which develops on either side of the central frequency 0. This minimum spectral density in the vicinity of the central frequency allows the simultaneous transmission of a signal of communication and distance measurement signal by the main earth station on the same carrier frequency with negligible mutual interference.

Le système selon l'invention procure ainsi un gain de performance appréciable et l'on observe que ce gain atteint un maximum dans la région de la bande de fréquences relative qui est pratiquement souvent dis ponible pour le signal de communication par suite du fait que les transpondeurs ont des bandes de fréquences plus larges que celle qui est réellement nécessaire pour le signal communication0 La localisation de ce maximum dépend du rapport de puissance entre le signal de communication et le signal de mesure de distances (PC/PR). La figure 6 montre des courbes de gain de performance en décibels en fonction de la bande de fréquences de mesure pour plusieurs rapports de puissance
PC/PR.Ce diagramme montre que pour des rapports intéressants en pratique (PC/PR supérieur à cinq), le gain de performance peut atteindre plusieurs décibels, ce qui est considérable compte tenu des tolérances souvent faibles des signaux de communication.The system according to the invention thus provides an appreciable performance gain and it is observed that this gain reaches a maximum in the region of the relative frequency band which is practically often available for the communication signal owing to the fact that the transponders have wider frequency bands than that which is actually necessary for the communication signal0 The location of this maximum depends on the power ratio between the communication signal and the distance measurement signal (PC / PR). Figure 6 shows performance gain curves in decibels as a function of the measurement frequency band for several power ratios
PC / PR. This diagram shows that for interesting reports in practice (PC / PR greater than five), the performance gain can reach several decibels, which is considerable given the often low tolerances of the communication signals.

b) Le gain de performance augmente avec le nombre de liaisons terre-spationef, ce qui rend le système encore plus attrayant lorsqu'il intéresse plus d'une station terrienne.b) The performance gain increases with the number of earth-space links, which makes the system even more attractive when it involves more than one earth station.

c) La précision de mesure de distance est améliorée pour une même puissance et une même largeur de bande par suite d'un pouvoir de discrimination plus élevé. La figure 7 montre à titre de comparaison des courbes de discrimination exemplaires d'un signal NRZ et d'un signal SPL. Ces courbes sont dérivées par corrélation d'un signal reçu avec une réplique avancée et retardée du code. Les courbes montrent une amélioration, par un facteur 1,5, de la discrimination du signal SPL selon l'invention par rapport au signal NRZ classique. c) The accuracy of distance measurement is improved for the same power and the same bandwidth as a result of a higher discriminating power. FIG. 7 shows, by way of comparison, the exemplary discrimination curves of an NRZ signal and an SPL signal. These curves are derived by correlation of a received signal with an advanced and delayed replica of the code. The curves show an improvement, by a factor of 1.5, in the discrimination of the SPL signal according to the invention compared to the conventional NRZ signal.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Procédé pour mesurer la distance entre une ou plusieurs stations-terriennes et un spationef, dans lequel un signal de mesure de distances est transmis par une station terrienne principale vers le spationef puis retransmis vers la station terrienne principale dans laquelle le signal est acquis et traité en vue de la détermination de la position orbitale du spationef, le signal de mesure de distances étant produit par modulation d'une suite d'impulsions pseudo-aléatoires à cadence élevée avec une information binaire à cadence lente, ledit signal de mesure de distances comprenant une suite d'impulsions caractérisé en ce que chaque impulsion du signal de mesure de distances produit est séparée eu deux demi-impulsions et en ce que la seconde demi-impulsion est inversée avant la transmission dudit signal de mesure de distances (code A, code B, code N) par la station terrienne.1. Method for measuring the distance between one or more earth stations and a space station, in which a distance measurement signal is transmitted by a main earth station to the space station and then retransmitted to the main earth station in which the signal is acquired and processed for the determination of the orbital position of the spacecraft, the distance measurement signal being produced by modulation of a sequence of pseudo-random pulses at high rate with binary information at slow rate, said distance measurement signal comprising a series of pulses characterized in that each pulse of the distance measurement signal produced is separated into two half-pulses and in that the second half-pulse is inverted before the transmission of said distance measurement signal (code A, code B, code N) by the earth station. 2. Procédé selon la revendication 1; caractérisé en ce que, lorsque le signal de mesure de distances (code A, code B, code N) retransmis par le spationef, est reçu dans une station terrienne, ce signal est comparé à un code local (SPL) afin de produire un signal de différence (DIF) lorsque les signaux comparés ne sont pas synchrones, le signal de différence servant à commander le glissement du code local (LOC) par rapport au signal reçu de manière à réduire la différence temporelle entre les deux signaux et rétablir pratiquement le synchronisme entre le code local et le signal de mesure reçu.2. Method according to claim 1; characterized in that, when the distance measurement signal (code A, code B, code N) retransmitted by the spacecraft, is received at an earth station, this signal is compared with a local code (SPL) in order to produce a signal difference (DIF) when the compared signals are not synchronous, the difference signal being used to control the sliding of the local code (LOC) with respect to the received signal so as to reduce the time difference between the two signals and practically restore synchronism between the local code and the measurement signal received. 3. Dispositif de station terrienne pour système servant à mesurer la distance entre une ou plusieurs stations terriennes et un spationef, comprenant des circuits d'émission et de réception de signaux, connus en soi, connectés à une antenne hertzienne, et un modem qui comporte un générateur de code pour produire un signal de mesure de distances par modulation d'une suite d'impulsions pseudo-aléatoires à cadence élevée avec une information binaire à cadence lente, le signal de mesure de distances comprenant une suite d'impulsions, caractérisé en ce que le modem comprend en outre un dispositif convertisseur (6) agencé pour séparer chaque impulsion du code (NRZ) produit par le générateur de code (5) en deux demiimpulsions et pour inverser la seconde demi-impulsion avant la transmission du signal de mesure de distances (code A, code B, code N) par la station terrienne.3. Earth station device for a system used to measure the distance between one or more earth stations and a spacecraft, comprising signal transmission and reception circuits, known per se, connected to a radio antenna, and a modem which comprises a code generator for producing a distance measurement signal by modulation of a sequence of pseudo-random pulses at high rate with binary information at slow rate, the distance measurement signal comprising a sequence of pulses, characterized in the modem further comprises a converter device (6) arranged to separate each pulse of the code (NRZ) produced by the code generator (5) into two half pulses and to reverse the second half pulse before the transmission of the measurement signal distances (code A, code B, code N) by the earth station. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le modem comprend en outre un circuit d'acquisition (102) comprenant un moyen (1) pour comparer le signal reçu (code A, code B, code N) avec un code local (SPL) afin de produire un signal de différence (DIF) lorsque le signal reçu et le code local ne sont pas synchrones, et un détecteur (12) répondant au signal de différence (DIF) pour commander un circuit de commande d'horloge (13) qui contrôle le générateur de code (5) de manière à produire un glissement entre le code local et le signal reçu et rétablir'pratiquement le synchronisme entre les deux signaux.4. Device according to claim 3, characterized in that the modem further comprises an acquisition circuit (102) comprising means (1) for comparing the received signal (code A, code B, code N) with a local code (SPL) to produce a difference signal (DIF) when the received signal and the local code are not synchronous, and a detector (12) responding to the difference signal (DIF) to control a clock control circuit ( 13) which controls the code generator (5) so as to produce a slip between the local code and the received signal and practically restore the synchronism between the two signals. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs modems (10A, 10B, 10N), chaque modem étant destiné à l'acquisition d'un signal de mesure de distances distinct (code A, code B, code N). 5. Device according to claim 4, characterized in that it comprises several modems (10A, 10B, 10N), each modem being intended for the acquisition of a separate distance measurement signal (code A, code B, code NOT).
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