基于卡尔曼滤波的时分星间信号跟踪技术研究

在星间链路领域的测量过程中,时分双工体制星间测量逐渐成为新兴技术,而时分信号的跟踪精度决定了接收机测量误差。传统的接收机载波跟踪环路可以保证对连续信号的稳定跟踪,但受相位抖动的影响较大,且对于时分双工体制间断信号,会出现开环阶段跟踪结果发散的问题。针对以上问题,提出了一种基于自适应卡尔曼滤波的时分信号跟踪技术,采用卡尔曼滤波器对鉴相结果进行处理,在开环阶段根据前一时刻的最终状态对频率进行稳定外推。相比于传统跟踪环路,该技术的载波相位跟踪误差绝对值均值降低了92.9%,标准差降低了93.5%。实验结果表明,该技术不仅实现了开环阶段载波相位的稳定跟踪,且有效抑制了闭环阶段相位抖动的影响,对实现时分双工体制星间精密测量具有重要应用意义。

星间激光干涉仪中频载波跟踪技术研究

针对星间激光干涉测距系统高动态载波跟踪的需求,提出了一种基于锁频环(FLL)辅助锁相环(PLL)的载波跟踪算法,采用改进后的叉积自动频率跟踪环(CPAFC)进行频率牵引,采用科斯塔斯环对载波相位进行高精度跟踪,有效解决了高动态条件下环路跟踪精度和动态适应性能之间的矛盾。基于simulink搭建了模块化仿真系统,对载波环路的性能进行了仿真,结果表明该跟踪环路能够适应±6 kHz/s的环路动态,可用于星间激光干涉仪高动态载波信号的稳定跟踪。

星间激光干涉仪测距技术发展现状与趋势

针对航天领域精密测量的应用需求,结合星间激光干涉仪测距技术逐渐成为航天领域高精度测距手段的研究现状,文章对国内外星间激光干涉仪测距技术及应用领域的发展现状进行了论述,分析了星间激光干涉仪测距技术发展的特点。研究表明,高精度、高动态测量是星间激光干涉仪测距技术的主要发展方向。这些技术的发展将使星间激光干涉仪测距技术在我国航天领域得到更广泛的应用。

基于施密特触发器的相对时延校准电路

为了同步导航设备播发的多路秒脉冲,需对多路秒脉冲进行相对时延校准。文章将秒脉冲由方波转换为梯形波,输入至施密特触发器,通过控制施密特触发器的判决阈值电压,便可改变秒脉冲的相对时延。使用方波信号控制差分恒流源器件对电容进行充电,电容两端的压差为方波转换的梯形波。利用减法电路将压差提取出来并进行放大;利用加法电路为压差信号增加直流偏置,直流偏置等于施密特触发器的供电电压的1/2。将秒脉冲信号输入到该电路,可以通过改变电阻来控制方波信号的相对时延,从而降低各秒脉冲接收设备的相对同步误差,提高测量精度。通过电路设计和仿真验证两路信号30ns的相对时延校正,仿真结果显示误差优于50ps。

一种K波段重力场测量天线相位中心在轨标定方法

针对低低跟踪重力测量卫星编队的K波段测量天线相位中心在轨标定问题,分析了编队系统构成以及空间测距K波段天线相位中心远场辐射模型,给出了相位中心在轨标定周期机动设计;采用batch估计理论进行了在轨标定算法设计,同时给出了多组数据条件下的最优融合估计方法,数值分析结果验证了所提出天线相位中心在轨标定算法的有效性.

Progress on the use of satellite technology for gravity exploration

In this paper, the technological progress on Chinese gravity exploration satellites is presented. Novel features such as ultra-stable structure, high accurate thermal control, drag-free and attitude control, micro-thrusters, aerodynamic configuration, the ability to perform micro-vibration analyses, microwave ranging system and mass center trimmer are described.