【摘 要】
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随着我国航天事业的不断进步,尤其是商业航天领域的开放,微纳卫星进入蓬勃发展阶段,在苛刻的体积、重量、功耗约束情况下,把常规卫星的测控和数传设备合二为一,是降低设备总重量的一个重要对策。测控数传一体化系统不仅具备较高速率的数据传输,还具有可以和常规测控设备相近的测距定位能力。首先介绍了扩频信号的捕获基础,简要介绍了AOS协议与测距方法分类,在此基础上,详细分析了高动态环境下扩频信号的捕获以及星上测控
【机 构】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
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随着我国航天事业的不断进步,尤其是商业航天领域的开放,微纳卫星进入蓬勃发展阶段,在苛刻的体积、重量、功耗约束情况下,把常规卫星的测控和数传设备合二为一,是降低设备总重量的一个重要对策。测控数传一体化系统不仅具备较高速率的数据传输,还具有可以和常规测控设备相近的测距定位能力。首先介绍了扩频信号的捕获基础,简要介绍了AOS协议与测距方法分类,在此基础上,详细分析了高动态环境下扩频信号的捕获以及星上测控和数传合并为一体化信道所面临的问题,并提出了解决方案,本文主要研究内容如下:(1)码多普勒对相关峰的影响。分析了在扩频信号捕获过程中由于输入伪码受到多普勒影响,与本地伪码速率不一致,在输入伪码以本地伪码做相关的过程中会有相关值的衰减。分别计算了输入伪码与本地伪码在中间时刻对齐时、起始时刻对齐时以及任意时刻对齐时其相关峰衰减的表达式,并给出仿真结果。最终得出结论,在中间时刻对齐时其对相关峰影响最小,在首或者尾对齐时影响最大。(2)以上面研究的影响效果作为输入,改进时域串行捕获算法。在高动态环境下,多普勒频移带来本地伪码与输入伪码速率不一致,将造成捕获得到的码精度不高,实现环节搜索时间也将导致捕获到的伪码相位与输出的伪码相位存在漂移。提出了改进的时域串行捕获算法,该算法通过根据搜索频点更新本地伪码,并通过二次捕获方式对相位实施校正。(3)自适应AOS调度算法。在卫星下行链路中,将测距伪码、遥测数据和遥感数据通过一个信道进行传输,设计的方案为将测距伪码、遥测数据和遥感数据分别通过插入业务、多路复用业务和位流业务进行传输,并且对虚拟信道进行调度。利用“代理”的方法优化了虚拟信道动态调度策略,解决了调度算法中的延时抖动问题。使用自适应调度算法,根据各个数据对实时性和优先级的要求,进行调整各自的权重,合理的分配物理信道。在满足实时性要求的同时,提高信道利用率。
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