遥感卫星地面站12米口径天线Ka频段G/T值测试方法综述

Ka频段G/T值是遥感卫星地面站12米口径天线最重要的指标之一,其测试方法与遥感站目前常用的X频段测试方法相比,适用条件更加严苛,因此如何选取最佳的测试方法成为本文研究的主要内容。首先介绍了Ka频段12米口径天线特点;然后分别论述了分段测试法、信标法、比较法和射电源法的原理及其优缺点,并提出了Ka频段对月测试的这一最方便简洁的测试方法及其修正系数的研究方向;最后通过实测结果进行比较,给出Ka频段G/T值测试方法选取建议,为工程师现场测试提供了科学的指导和参考。

利用仿真方法研究三频信标技术

为了探究三频信标反演高精度电离层电子浓度总含量(total electron content, TEC)的理论过程并分析不同观测误差对反演精度产生的影响,通过仿真卫星信号多普勒频移的方法来进行三频信标技术反演TEC的研究.通过已知的卫星轨道坐标、接收站坐标、卫星高度角与电离层背景信息,利用信号传播规律,仿真得到信号传播过程中的多普勒频移信息,解算出相对TEC;再利用多站法估计相位积分常数,解算双频绝对TEC;而后利用多普勒相移小数部分与三频相位积分常数结合,解算高精度三频TEC.将反演的三频TEC值与先验背景电离层TEC值进行比对,在6°观测误差的情况下,三频反演的TEC差值相对平均值在4.5%以内,相对RMS在6%以内,结果表明三频信标技术可以有效提高TEC反演精度.

三频信标高精度TEC测量新方法

电子总含量(TEC)是电离层探测的主要参量之一,作为层析(CT)的输入参量,TEC测量精度直接影响电离层CT成像的结果.过去主要采用双频信标测量TEC,由于相位积分常数的求解、系统硬件延迟等误差,使得TEC测量结果不能满足电离层CT高精度重建成像的要求.三频相干信标技术的出现,使得电离层天基测量技术有了新的发展.提出了基于三频信标的传播时延相位联合测量反演TEC的方法,融合三频信标在电子密度随机起伏探测和相位积分常数计算两方面的优势,进一步提高了TEC的测量精度.模拟结果显示利用此方法的三频信标TEC测量结果提高了电离层CT的精度.

三频卫星信标测量TEC方法探讨及数值模拟

针对三频信标高精度探测的特点,开展了部分比较和模拟工作,结果表明采用三频信标获得的TEC精度高于双频信标。电离层CIT成像的结果显示,采用三频信标能够探测出较小尺度的电离层扰动,而双频信标对小尺度扰动的探测结果往往无能为力。

多数据源电离层层析成像方法

卫星信标电离层层析成像(CIT)是一种高度不适定性问题,有限视角、稀疏布站等原因造成电离层CIT数据采集严重不完整,CIT结果精度不高,尤其是垂直误差可达50km以上。为了解决CIT结果精度不高的问题,提出一种融合地面垂测、斜测数据、顶部探测仪数据和三频卫星信标数据的多数据源电离层联合CIT方法。该方法采用建立在实测数据基础上的迭代初值,与实际偏离较小,能够提高CIT反演结果的精度;同时地基设备和顶部探测设备有较高的垂直分辨率,与卫星信标结合能够有效解决有限视角问题,提高CIT结果的垂直分辨率。

ITS33s三频信标技术与电离层探测初步研究

电离层总电子含量（TEC）是电离层探测的重要参量，也是电离层层析成像（CIT）技术的重要输入参量，它的精确确定对反演电子密度分布起到关键的作用。目前，中国地震局地震预测研究所、中国科学院上海天文台和温州大学三方联合在上海和温州建立了两个卫星三频信标接收站，用于中国中低纬区域电离层监测，其三频信标接收机为ITS33s。介绍了ITS33s系统的构成，包括硬件和软件的组成，以及台站接收的数据情况。利用观测数据，分析了电离层的相对总电子含量、三波段信号的相位和电离层振幅闪烁指数（S4指数）等参数的时空变化情况，并对观测到的电离层不规则体做了初步分析。

连续波测速雷达信标测速数据的处理

连续波测速雷达需在应答机的配合下才能完成目标的捕获、跟踪和测量。针对双频多测速应答机信标测速数据系统误差较大问题,分析了应答机应答和信标测量模式的工作原理,采用直接法和间接法实现了多台测速雷达信标测速数据的综合处理,获取了目标在地心系下x、y、z 3个方向的速度分量。试验结果表明:在文中此测速雷达布站和火箭射向模式下,采用直接法解算的速度分量精度优于间接法。

基于FPGA的L波段卫星数字信标机

描述了一种新型的零中频L波段卫星信标接收机。本接收机同时运用了零中频和数字信号处理技术。使用Matlab软件辅助设计数字滤波器,结果表明当滤波带宽越窄,信噪比越高。当输入测试信号频率为950.5 MHz,-80 dBm时,接收机输出-1 dBm,信噪比为30 dBm;当输入信号为-100 dBm时,接收机输出为-20 dBm,信噪比为15 dBm。

X频段信标机的设计与实现

为满足船载X频段测控设备信道相位修正和伺服性能检查的需要,设计并研制了一款X频段信标机。首先,选用HMC765LP6CE芯片,利用频率合成技术设计了信源并通过通用串行总线(USB)实现了发射频率用户自定义;其次,针对安装平台面积小的限制,基于高频结构仿真器(HFSS)设计了高次模微带天线并完成了仿真分析和指标优化;最后,完成了X频段信标机的工程实现并给出了硬件电路结构和软件程序设计方法。经测试,该信标机锁相效果良好,控制简便,性能可靠,满足用户使用要求。

与地震相关的电离层三频信标CT诊断——实验及初步结果

已有研究表明地震发生前会出现电离层电子密度异常。三频信标探测通过对电离层进行快速扫描,反演得到电子密度的空间分布,能够更清晰地反映地震电离层异常特征,目前用于地震观测的三频信标观测刚刚开展。本研究介绍一种基于三频信标的电离层反演算法,采用120°E观测链的数据进行电离层层析成像,并与电离层垂测观测结果进行对比,研究观测链路上低纬和高纬电离层的时变特征。结果表明,本研究采用的电离层层析方法获得的F2层电子密度相对于初始输入的IRI模型更接近垂测观测,达到了一定的反演精度,可反映电离层的空间及时间变化特征。

阵面校准与宽带系统幅相修正的工程问题研究

针对阵面校准中信标抖动导致相位误差超差问题,提出利用参考天线单元随动来减小相位误差的方案;同时,针对大型阵面宽带幅相修正中大盲区与高信噪比要求的矛盾,提出系留气球的解决方案。通过分析计算,证明两个解决方案在工程应用中合理可行。

张衡一号卫星三频信标载荷典型事件观测

“张衡一号(简称ZH-1)”卫星搭载的三频信标机(tri-band beacon,TBB)载荷,能够对站链上空的电离层进行高精度测量.为检验TBB载荷在电离层监测中的应用效果,本文利用2018—2019我国中低纬地区TBB观测数据,采用求均值及多项式拟合的方法对各月份F_(2)层峰值电子密度(N_(m)F_(2))数据进行处理,分析N_(m)F_(2)的半年变化特征;将2018-08-26磁暴当天与宁静日的电子密度作差值,分析电子密度对磁暴事件的响应特征.结果表明:TBB观测数据能够有效监测电离层变化,正确反映站链上空电离层变化规律;在磁暴事件中,观测到了电子密度的变化过程,其准确地反映了正暴相的特征,证明在重要天气事件中,这一手段能够获得较为准确的观测数据.

基于安卓平台的远控S频段信标机系统设计与实现

随着我国航天任务的不断发展,新列装的多类型高精度测控设备口径大、精度高,为有效地检查测试设备校相、校零和自跟踪性能等功能,需要架设比原有测控设备更高更远的信标机。针对目前信标机无线电台或有线控制方式的制约,利用目前覆盖范围广的民用电信4G无线网络和基于安卓平台的移动终端应用开发手段,开发了一套基于安卓平台的远距离控制可靠的信标机系统,经过多次测试应用,结果表明,该系统信号稳定、控制可靠,有效提高了设备工作效率。

基于卡尔曼滤波卫星三频信标仿真的分析研究

基于卡尔曼滤波技术，实现三频信标数据资料反演，获得二维的电离层电子密度分布。通过数值仿真分析，验证算法的可靠性，并对背景协方差矩阵的水平相关因子和垂直相关因子以及台站分布等因素进行分析研究，探索它们对电离层电子密度反演效果的影响，得到了相关结论。

基于Kalman滤波技术的电离层电子密度反演研究

利用Kalman滤波技术,实现了基于6个卫星接收站所获取三频信标数据的电离层电子密度反演,并对影响反演效果的因素进行了分析.结果表明:初始值、水平相关度以及垂直相关度等因素都会对电离层电子密度反演效果产生重要影响,其中水平相关设为14°、垂直相关设为200km时反演效果较好.

S波段超小型锁相信标机的设计与实现

介绍一种新研制的超小型信标机 ,该机采用锁相环技术 ,输出信号质量高。信标机安装在氢气球悬挂的金属铝球内 ,可综合检验同一场区内的引导雷达、脉冲雷达、遥测跟踪站等设备的动态跟踪性能 ,实现测控系统的动态联调和合练。

三频信标接收机处理软件研制及应用

三频信标接收机是研究电离层的重要设备,数据处理软件单元是三频信标接收机必不可少的部分。文章根据三频信标接收机处理软件单元的需求进行分析,给出理论依据,列出处理软件计算TEC的流程设计和软件模块;再对编制的软件进行详细测试,给出测试结果,对比指标要求说明软件功能实现的正确性。最后指出三频信标接收机的优缺点和更多应用。

大山地震台三频信标星地无线对接试验

星地对接试验是卫星发射前,星地各系统之间必须完成的一项技术验证工作。三频信标作为我国首颗电磁监测试验卫星搭载的载荷之一,其数据下传模式不同于其它几种载荷,而是单独通过地面的三频信标接收站进行数据接收。本文介绍了卫星载荷三频信标发射机与地面接收站之间进行的无线对接试验,验证了三频信标星地数据链路的可靠性。