在高速發(fā)展的信息時代,各行業(yè)對授時精度的要求日益提高,在一些尖端技術(shù)領(lǐng)域,如火箭發(fā)射、空間目標的攻擊與防衛(wèi)等等,對時間提出了納秒級要求。轉(zhuǎn)發(fā)式衛(wèi)星導航試驗系統(tǒng)(簡稱“轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)”)基于載波相位、在單頻單星條件下,可以實現(xiàn)實時納秒級的授時精度,滿足高精度時間應用領(lǐng)域的需求。轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)基于通信衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)地面站產(chǎn)生導航信號的模式實現(xiàn)定位和授時,其實現(xiàn)載波相位高精度授時的關(guān)鍵,是解決衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)模式引入的星地時間不同步和信號載波性能惡化問題。針對這些問題,論文對系統(tǒng)時頻特性、星地時間同步及碼載一致性控制殘差補償算法進行分析與研究,并設(shè)計實現(xiàn)了分析軟件,主要研究內(nèi)容如下:(1)研究轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)時頻特性,分析了轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)地面時頻基準和通信衛(wèi)星本振的穩(wěn)定性,分析了衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射天線相位中心出口(簡稱“轉(zhuǎn)發(fā)器出口”)處載波頻率準確性的影響因素,采用實測數(shù)據(jù)對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)情況下轉(zhuǎn)發(fā)器出口的頻率準確性進行了分析,并與載波頻率預偏后的轉(zhuǎn)發(fā)器出口頻率進行比較,驗證了系統(tǒng)碼載一致性控制性能;(2)針對轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)星地時間同步,分析了信號從地面產(chǎn)生到轉(zhuǎn)發(fā)器出口的上行鏈路時延,給出了星地時間同步方法,給出了星地時間同步偏差模...

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 衛(wèi)星導航系統(tǒng)授時的國內(nèi)外概況
        1.2.1 GNSS授時
        1.2.2 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)載波相位授時
    1.3 論文研究的意義
    1.4 論文內(nèi)容安排
第2章 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)工作原理及相關(guān)基礎(chǔ)理論
    2.1 概述
    2.2 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)
        2.2.1 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)工作原理
        2.2.2 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)信號傳播過程
    2.3 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)時間基準
    2.4 載波相位授時關(guān)鍵參數(shù)
    2.5 GUI程序開發(fā)原理
    2.6 小結(jié)
第3章 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)時頻特性分析
    3.1 概述
    3.2 頻率準確性分析方法
    3.3 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)時頻特性
        3.3.1 GNSS星載原子鐘特性
        3.3.2 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)地面原子鐘特性
    3.4 轉(zhuǎn)發(fā)器出口發(fā)射信號載波頻率準確性分析
        3.4.1 轉(zhuǎn)發(fā)器出口發(fā)射信號載波頻率準確性影響因素
        3.4.2 上行多普勒頻移對轉(zhuǎn)發(fā)器出口發(fā)射信號載波頻率的影響
        3.4.3 衛(wèi)星本振頻率對轉(zhuǎn)發(fā)器出口發(fā)射信號載波頻率的影響
        3.4.4 轉(zhuǎn)發(fā)器出口發(fā)射信號載波頻率準確性分析
    3.5 小結(jié)
第4章 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)星地時間同步分析
    4.1 概述
    4.2 上行鏈路時延分析
        4.2.1 上行鏈路時延
        4.2.2 上行鏈路時延誤差分析
    4.3 星地時間同步實現(xiàn)方法
    4.4 星地時間同步偏差播報準確性分析
        4.4.1 GNSS偽距計算
        4.4.2 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)偽距計算
        4.4.3 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)星地時間同步偏差模型
        4.4.4 星地時間同步偏差預報方法
        4.4.5 星地時間同步偏差播報準確性分析
    4.5 小結(jié)
第5章 轉(zhuǎn)發(fā)式系統(tǒng)碼載一致性分析
    5.1 概述
    5.2 碼相位和載波相位關(guān)系分析
        5.2.1 上行鏈路對碼載一致性的影響
        5.2.2 下行鏈路對碼載一致性的影響
    5.3 碼載一致性控制性能分析
        5.3.1 碼載一致性控制殘差計算方法
        5.3.2 碼載一致性控制殘差頻域特性分析
    5.4 碼載一致性控制殘差預補償方法
    5.5 小結(jié)
第6章 分析軟件實現(xiàn)及載波相位授時性能分析
    6.1 概述
    6.2 軟件設(shè)計
        6.2.1 設(shè)計模式
        6.2.2 基于模型視圖模式的軟件架構(gòu)設(shè)計
        6.2.3 架構(gòu)層的模塊設(shè)計和交互
    6.3 軟件實現(xiàn)
        6.3.1 基于二階構(gòu)造設(shè)計模式的軟件界面實現(xiàn)
        6.3.2 軟件層的實現(xiàn)
        6.3.3 載波授時性能關(guān)鍵參數(shù)軟件實現(xiàn)
    6.4 軟件實現(xiàn)結(jié)果
        6.4.1 時頻特性結(jié)果
        6.4.2 碼載一致性結(jié)果
    6.5 載波相位授時結(jié)果
        6.5.1 載波相位授時的測試平臺
        6.5.2 載波授時結(jié)果分析
    6.6 小結(jié)
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 論文總結(jié)
    7.2 工作展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果



本文編號：3912668