一種geo衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號碼和載波相位偏差的計算方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號碼和載波相位偏差的計算方法，首先建立載波大環(huán)路碼偽距和載波相位偽距方程，然后采用雙頻碼和載波相位的觀測結(jié)果解算電離層參數(shù)，分別計算C1、C2載波上的碼和載波相位的偏移量，最終經(jīng)過濾波獲得C1、C2載波上的碼和載波相位的實(shí)時控制量。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號碼和載波相位的一致性。
【專利說明】一種GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號碼和載波相位偏差的計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種控制方法,可以使GE0衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器出口處信號碼和載波的相位保 持一致。

【背景技術(shù)】
[0002] 2〇世紀(jì)8〇年代，美國建成GPS，前蘇聯(lián)建成GLONASS (Global Navigation satellite system，GLONASS)。兩者在星上都放置有高性能的星載原子鐘，
[0003] 在中國區(qū)域定位系統(tǒng)（CAPS)、美國WAAS系統(tǒng)及歐洲包含有GE0衛(wèi)星的定位網(wǎng)絡(luò) 中，都是采用GE0衛(wèi)星對信號進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的工作模式。GE0衛(wèi)星對信號轉(zhuǎn)發(fā)的工作模式是利用 衛(wèi)星的透明轉(zhuǎn)發(fā)功能，將地面產(chǎn)生的導(dǎo)航信號通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給用戶，其比通用的GPS導(dǎo)航 信號多了一條上行鏈路。由于該上行鏈路及衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的影響導(dǎo)致從地面發(fā)射導(dǎo)航信號的 碼和載波相位的一致性遭到破壞。為了保證基于GE0衛(wèi)星的導(dǎo)航、授時系統(tǒng)能夠更好的服 務(wù)用戶，明確衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心的碼和載波相位的相關(guān)關(guān)系是這些系統(tǒng)務(wù)須解決的核 心問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種GE0衛(wèi)星信號地面主控站碼和載波相 位偏差的計算方法，使用戶能夠精確知悉衛(wèi)星出口處碼和載波相位的相關(guān)關(guān)系。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所釆用的技術(shù)方案包括以下步驟：
[0006] 步驟1.建立載波大環(huán)路碼偽距和載波相位偽距方程，
[0007] 所述的碼相位大環(huán)觀測方程P1()()p = P +Iup+Idp+ ε pi，載波相位大環(huán)觀測方程 λ ,?οορ = p d+ ε φ，其中々胃和Φ1(ΜΡ表示信號從地面發(fā)射基帶經(jīng)射頻發(fā) 射通道、空間上行、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)、空間下行、射頻接收通道和綜合基帶接收終端的碼和載波相 位偽距，P = Pu+Pd+Tup+Tdp+Eu+E d+Sp= Pu+Pd+I^+I^+Eu+Ed+S^^Pu 表不從地面發(fā)射天 線相位中心到GE0衛(wèi)星接收天線相位中心的幾何距離，P d是從GE0衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心 到地面接收天線相位中心的幾何距離，分別為從地面發(fā)射天線相位中心到GE0衛(wèi)星 所經(jīng)歷對流層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的附加延遲，T dp、7卻分別為從GE0衛(wèi)星發(fā)射天線 相位中心到地面站經(jīng)歷對流層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的延遲，Eu和E d分別表示地面主 控站上行發(fā)射設(shè)備和下行接收設(shè)備的處理時延，Sp表示衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備時延，表示衛(wèi)星 轉(zhuǎn)發(fā)器引起的載波相位變化，I UP、U分別為從地面發(fā)射天線相位中心到GE0衛(wèi)星所經(jīng)歷電 離層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的附加延遲，Idp、Ια分別為從GE0衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心 到地面站經(jīng)歷電離層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的延遲，￡^和 ε<Η代表接收機(jī)的碼噪聲 和載波相位測量累計噪聲，Ν為下行測量存在的整周模糊度，λ d為下行頻率對應(yīng)的波長；
[0008] 步驟2.采用雙頻碼和載波相位的觀測結(jié)果解算電離層參數(shù)；
[0009] P1〇mci ^ β 十 j + i + ε朽 J： cl,u J
[0010]

【權(quán)利要求】
1. 一種GEO衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號碼和載波相位偏差的計算方法，其特征在于包括下述步驟： 步驟1.建立載波大環(huán)路碼偽距和載波相位偽距方程， 所述的碼相位大環(huán)觀測方程PlMP = P +Iup+Idp+ ε Pi，載波相位大環(huán)觀測方程λ dcD1(rap = P λ d+ ε $，其中，PlMp和Φ?Μρ表示信號從地面發(fā)射基帶經(jīng)射頻發(fā)射通道、空 間上行、衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)、空間下行、射頻接收通道和綜合基帶接收終端的碼和載波相位偽距，Ρ =Pu+Pd+Tup+T^+Eu+Ed+Sp: Pu+Pd+I^+I^+Eu+Ed+S^^ pu表不從地面發(fā)射天線相位中心 到GE0衛(wèi)星接收天線相位中心的幾何距離，P d是從GE0衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心到地面接收 天線相位中心的幾何距離，Tup、J；/分別為從地面發(fā)射天線相位中心到GE0衛(wèi)星所經(jīng)歷對流 層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的附加延遲，T dp、7_分別為從GE0衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心到 地面站經(jīng)歷對流層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的延遲，Eu和E d分別表示地面主控站上行發(fā) 射設(shè)備和下行接收設(shè)備的處理時延，Sp表示衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器設(shè)備時延，表示衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器引起 的載波相位變化，I up、Iu4>分別為從地面發(fā)射天線相位中心到GE0衛(wèi)星所經(jīng)歷電離層在碼相 位和載波相位上產(chǎn)生的附加延遲，I dp、分別為從GE0衛(wèi)星發(fā)射天線相位中心到地面站經(jīng) 歷電離層在碼相位和載波相位上產(chǎn)生的延遲，^^和ε μ代表接收機(jī)的碼噪聲和載波相位 測量累計噪聲，Ν為下行測量存在的整周模糊度，λ d為下行頻率對應(yīng)的波長； 步驟2.采用雙頻碼和載波相位的觀測結(jié)果解算電離層參數(shù)；
其中，所述雙頻碼的載波頻率為C1、C2, 和Ρ1(ΜΡ,?分別表示C1和C2頻點(diǎn)信號的 大環(huán)碼偽距觀測量；Φ1(ΜΡ, el和Φ1(ΜΡ,。2分別表示C1和C2頻點(diǎn)信號的載波相位觀測量； u和fca,d，f；2,u和f；2, d分別表示C1和C2頻點(diǎn)信號的上行和下行載波頻率；Νε1和Ν?分別表 示C1和C2頻點(diǎn)信號載波相位觀測量的整周模糊度；λ。 1>(1和λ。2>(1分別表示C1和C2頻點(diǎn) 下行信號載波波長；
步驟3.計算C1載波上的碼和載波相位的偏移量
計算C2載波上的碼和載波相位的偏移量
步驟4.采用濾波器對Cl、C2載波上碼和載波相位的偏移量分別進(jìn)行平滑、估計，獲得 C1載波上的實(shí)時控制量1
0]和C2載波上的實(shí)時 控制量
；其中τ為濾波器常數(shù)，T為采樣間 隔，Ael(k)、Ae2(k)為濾波前C1、C2載波的當(dāng)前預(yù)調(diào)整量，A^k-Dajk-l)分別為前一 時刻濾波前、后C1載波的的預(yù)調(diào)整量，Λ。2 (k-Ι)丄。2 (k-Ι)分別為前一時刻濾波前、后C2載 波的的預(yù)調(diào)整量。
【文檔編號】G06F19/00GK104298860SQ201410488206
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月22日
【發(fā)明者】盧曉春, 荊文芳 申請人:中國科學(xué)院國家授時中心