卫星跟踪测量技术研究 文集【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

卫星跟踪测量技术研究 文集PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第一部分 锁相环和AGC环的分析2

一、VCO噪声对锁相环的影响2

1 问题的提出2

2 频率稳定度的定义及表征2

2.1 长期稳定度和短期稳定度2

2.2 频域表征——相对频率起伏的单边功率谱密度Sy（f）3

2.3 时域表征——阿仑方差σ2 y（τ）3

2.4 频域表征量和时域表征量的互换4

3 VCO短期稳定度与环路相位抖动的关系5

3.1 VCO的噪声模型6

3.2 二阶环中VCO短期稳定度与环路相位抖动的关系6

3.3 三阶环中VCO短期稳定度与环路相位抖动的关系10

4 结语13

二、宽频带频率引导捕获方法和装置14

1 引言14

2 组成及工作原理14

2.1 扫描搜索15

2.2 VCO频率粗置15

2.3 VCO频率细调整15

2.4 环路锁定16

2.5 监视环路工作及失锁再捕获16

3 技术要点16

三、自动增益控制环路的线性分析和设计17

1 引言17

2 AGC环路的线性分析17

2.1 AGC环路的传递函数17

2.2 AGC环路的稳定性20

2.3 对输入噪声的过滤性能20

2.4 AGC环路的噪声带宽21

2.5 AGC环路的跟踪误差22

3 设计举例22

4 环路频率响应的测量23

4.1 利用调幅信号发生器测量环路频率响应23

4.2 对环路加低频调制信号测量环路频率响应23

5 结语24

第二部分 舰载测量设备分析26

四、舰摇对多普勒测速精度的影响26

1 引言26

2 大地坐标和甲板坐标的关系26

2.1 坐标系的规定26

2.2 空间任一点的甲板坐标转换为大地坐标28

3 两个矢量的数积29

4 舰摇引起的测速误差30

5 双频测角精度对修正量的影响31

6 结语32

五、修正舰摇引起多普勒测速误差的实验研究33

1 实验目的33

2 原理简述33

2.1 舰摇引起测速误差的分析方法33

2.2 天线在摇摆台上跟踪固定信标修正测频公式35

2.3 实验中？和？数据的获取35

3 结果分析36

六、舰摇对侧音测距精度的影响39

1 引言39

2 大地坐标和甲板坐标的关系39

2.1 坐标系的规定39

2.2 空间任-点的甲板坐标转换为大地坐标40

3 两个矢量的数积42

4 舰摇引起的测距误差43

5 结语44

七、多径反射对卫星多普勒测速的影响45

1 引言45

2 线极化波多径信号的影响45

2.1 光滑平面镜反射45

2.2 粗糙面镜反射47

2.3 粗糙面漫散射47

3 圆极化波多径信号的影响50

3.1 光滑平面镜反射50

3.2 粗糙面镜反射52

3.3 粗糙面漫散射53

4 结语54

八、多径反射对卫星侧音测距的影响59

1 引言59

2 光滑平面镜反射多径信号对测距的影响59

3 粗糙面镜反射多径信号对测距的影响62

4 粗糙面漫散射多径信号对测距的影响64

5 结语65

第三部分 空间交会对接70

九、空间交会对接微波雷达70

1 引言70

2 交会对接的阶段划分70

2.1 远距离引导段71

2.2 近距离引导段71

2.3 逼近段71

2.4 对接段71

3 国外交会对接测量系统简况71

4 交会对接微波测量系统方案73

4.1 RVD测量敏感器组合形式73

4.2 微波测量系统的功能和测量要求73

4.2.1 各阶段RVD过程中，微波雷达系统的功能73

4.2.2 RVD各阶段中，微波雷达系统的主要测量系数及其精度74

4.3 微波雷达频段选择74

4.4 微波雷达测量系统的组成及工作原理75

5 追踪飞行器和目标飞行器的微波雷达测量兼容性考虑78

6 结语78

第四部分 双星定位系统80

十、双星定位入站信号快捕系统研究80

1 引言80

2 同步码（速率为8 Mb/s）输入信噪比为-20 dB的快捕系统81

2.1 技术指标要求81

2.2 快捕系统的原理81

2.3 获得的成果及重要意义83

2.3.1 获得的成果83

2.3.1 重要意义84

3 同步码（速率为8 Mb/s）输入信噪比为-22 dB的快捕系统84

3.1 技术指标要求84

3.2 快捕系统的原理85

3.2.1 输入信号格式和同步码信号格式85

3.2.2 捕获系统的原理85

3.3 实验结果87

4 同步码（速率为4 Mb/s）输入信噪比为-22 dB的快捕系统87

4.1 技术指标要求87

4.2 快捕系统的原理88

4.2.1 输入信号格式和同步码信号格式88

4.2.2 快捕系统的原理88

4.3 实验结果90

第五部分 调频调相应答机距离零值测量94

十一、调频调相应答机距离零值测量方法94

1 概述94

2 PM-PM应答机的R0测量方法94

3 FM-PM应答机的R0测量方法95

3.1 为什么不能用PM-PM应答机的R0测量方法95

3.2 FM-PM应答机的R0测量方法95

3.3 应答机时延τ0的计算方法96

4 方法正确性的证明96

4.1 三个基本概念96

4.2 已调频信号通过恒幅线性相位系统的时延97

4.2.1 群时延和相位时延97

4.2.2 已调频信号通过系统的时延97

4.3 混频器和倍频器的时延测量98

4.3.1 混频器的时延测量98

4.3.2 12倍频器的时延测量98

5 结语99

十二、调频调相应答机距离零值分析100

1 概述100

2 自校状态的分析101

2.1 主侧音101

2.2 次侧音102

3 主侧音和次侧音通过12倍频器的分析103

4 应答机的低通滤波器的影响106

4.1 主侧音106

4.2 次侧音106

5 主侧音与次侧音测量时τ0的计算公式106

5.1 主侧音（27.7 7 kHz）测量时τ0的计算公式107

5.2 次侧音测量时τ0的计算公式107

6 结语107

十三、调频调相应答机距离零值测量的理论与实践108

1 引言108

2 FM-PM应答机R0测量的若干基本概念108

2.1 测量任务108

2.2 测量原理108

2.3 用微波倍频器（例如12倍频器）作调制度变换器109

2.4 自校信号的调制方式对时延的影响109

2.5 载波初始相位和副载波初始相位对时延的影响110

2.6 混频器高本振和低本振对时延的影响110

2.7 应答机是否造成测距信号倒相的判断110

2.8 主侧音与次侧音的时延计算公式111

3 某宇航局校验调频调相转换器的时延111

3.1 某宇航局校验调频调相转换器时延的过程111

3.2 某宇航局校验调频调相转换器时延的疑问112

4 FM-PM转换器的距离零值测试112

5 结语113

十四、调频调相转换器相位零值的判断114

1 问题的提出114

2 调频调相转换器中的测距音倒相分析115

3 参考文献［6］中调频调相转换器相位零值校准的疑问116

3.1 参考文献［6］中调频调相转换器相位零值校准的过程117

3.2 参考文献［6］中调频调相转换器相位零值校准的疑问117

3.3 看法118

3.4 初步思考118

4 调频调相转换器相位零值的另一种判断方法119

4.1 正弦调制信号与已调相信号、已调频信号的波形关系119

4.1.1 理论上f（t）与uPM（t）…uFM（t）的关系119

4.1.2 实验结果119

4.2 调频调相转换器相位零值的判断121

5 结语122

十五、卫星测距校零中调频信号源大频偏调制与小频偏调制的时延差测量方法124

1 引言124

2 调频信号源大频偏调制和小频偏调制两种状态下时延差的测量方法125

3 分频调制度变换器的工作原理及时延测量126

4 对调制度变换器时延测量的进一步验证127

5 结语128

十六、调频调相应答机距离零值测量新方法130

1 问题的提出130

2 分频调制度变换器130

2.1 工作原理130

2.2 分频调制度变换器的时延测量方法131

3 调频信号源大频偏调制和小频偏调制两种状态下时延差的测量方法132

4 恒时延FM调制器法测量应答机距离零值133

5 分频调制度变换器法测量应答机距离零值135

6 结语135

第六部分 中继星星间链路天线跟踪指向系统138

十七、TDRS天线捕获跟踪指向系统设计中的几个问题138

1 概述138

1.1 APS的特点138

1.2 APS的方案138

1.3 天线跟踪指向控制系统和姿态控制系统的关系139

2 APS模型139

2.1 APS的组成139

2.2 功能及指标139

2.3 动力学方程140

2.4 天线指向控制系统框图140

3 天线指向控制系统的设计考虑140

3.1 卫星姿态控制系统（ACS）和天线指向控制系统（APS）的相互影响141

3.2 控制系统带宽的考虑141

3.3 结构参数变化的考虑142

4 结语142

十八、对宽带数据传输信号的角跟踪理论143

1 引言143

2 单通道跟踪接收机方案143

3 取数传信号频谱主瓣的小部分带宽内信号实现角跟踪理论的数学推导144

3.1 宽带单通道信号通过窄带带通滤波器的求解方法144

3.2 宽带单通道信号的指数傅立叶级数表示式145

3.2.1 BPSK数传信号的表示式145

3.2.2 天线输出信号的表示145

3.2.3 单通道信号的表示145

3.3 窄带带通滤波器的频率特性146

3.4 宽带数传信号通过窄带带通滤波器的输出表示式147

3.5 跟踪接收机中频带宽的选择147

4 取数传信号频谱主瓣的小部分带宽内信号实现角跟踪理论的物理解释148

5 实验验证149

6 结语150

十九、再论证“对宽带数据传输信号的角跟踪理论”151

1 引言151

2 单通道跟踪接收机方案152

3 取数传信号频谱主瓣的任意部位小部分带宽内信号实现角跟踪理论的数学推导153

3.1 宽带单通道信号通过窄带带通滤波器的求解方法153

3.2 宽带单通道信号的指数傅立叶级数表达式153

3.2.1 BPSK数传信号的表达式153

3.2.2 天线输出信号的表示154

3.2.3 单通道信号的表示154

3.3 窄带带通滤波器的频率特性155

3.4 宽带数传信号通过窄带带通滤波器的输出表达式155

4 取数传信号频谱主瓣的任意部位小部分带宽内信号实现角跟踪理论的物理解释157

5 实验验证158

6 结语159

二十、星间链路角跟踪系统校相分析160

1 引言160

2 相位校准的指标要求161

3 用户星角跟踪系统交叉耦合分析161

3.1 分析依据161

3.2 交叉耦合源161

3.3 分析简述162

3.4 计算例164

4 用户星角跟踪系统校相方案选择164

4.1 引起和差通道相移变化的4个环节164

4.2 角跟踪系统校相方案选择164

5 结语165

二十一、中继星天线程控指向用户星的方位角和俯仰角计算166

1 卫星轨道的6个轨道根数166

2 坐标系定义及坐标转换矩阵167

2.1 地心惯性坐标系O-XIYIZI167

2.2 地心轨道坐标系O-XoYoZo168

2.3 质心轨道坐标系S-XoYoZo169

2.4 中继星星体坐标系SD-XbYbZb169

2.5 中继星天线坐标系Sa-XaYaZa169

2.6 坐标转换矩阵169

3 中继星到用户星的位置矢量在地心惯性坐标系中的表示171

3.1 中继星在地心惯性坐标系中的位置矢量171

3.2 用户星在地心惯性坐标系中的位置矢量172

3.3 中继星到用户星的位置矢量在地心惯性坐标系中的表示172

4 中继星到用户星的位置矢量在中继星质心轨道坐标系中的表示172

5 中继星到用户星的位置矢量在中继星星体坐标系中的表示173

6 中继星天线指向用户星的方位角和俯仰角计算174

7 计算例175

8 结语176

二十二、星间链路天线扫描捕获方法178

1 概述178

2 中继星天线程控指向用户星的方位角α和俯仰角β的计算178

3 阿基米德螺旋线方程179

4 中继星天线恒角速度螺旋扫描捕获方法179

5 中继星天线恒线速度螺旋扫描捕获方法181

5.1 螺旋线长L的近似表达式181

5.2 等线速螺旋线的极角θ的表达式181

5.3 天线方位轴转角α和俯仰轴转角β的数学表达式181

5.4 扫描轨迹恒线速度V与天线方位轴、俯仰轴的角速度（α′，β′）的关系182

5.5 计入用户星运动参数的恒线速度螺旋扫描天线转角表达式183

5.6 扫描参数选择183

5.6.1 扫描参数及单位183

5.6.2 扫描参数选择184

5.7 信号判决门限设置184

5.8 计算例184

6 结语185

附录A 出版论文的刊物目录186

附录B 天线指向系统的数学模型框图绘制188

附录C 论文评审意见表192