转发式系统载波相位授时关键参数分析及软件实现
发布时间：2024-02-27 15:25
在高速发展的信息时代,各行业对授时精度的要求日益提高,在一些尖端技术领域,如火箭发射、空间目标的攻击与防卫等等,对时间提出了纳秒级要求。转发式卫星导航试验系统(简称“转发式系统”)基于载波相位、在单频单星条件下,可以实现实时纳秒级的授时精度,满足高精度时间应用领域的需求。转发式系统基于通信卫星透明转发地面站产生导航信号的模式实现定位和授时,其实现载波相位高精度授时的关键,是解决卫星转发模式引入的星地时间不同步和信号载波性能恶化问题。针对这些问题,论文对系统时频特性、星地时间同步及码载一致性控制残差补偿算法进行分析与研究,并设计实现了分析软件,主要研究内容如下:(1)研究转发式系统时频特性,分析了转发式系统地面时频基准和通信卫星本振的稳定性,分析了卫星转发器发射天线相位中心出口(简称“转发器出口”)处载波频率准确性的影响因素,采用实测数据对卫星转发情况下转发器出口的频率准确性进行了分析,并与载波频率预偏后的转发器出口频率进行比较,验证了系统码载一致性控制性能;(2)针对转发式系统星地时间同步,分析了信号从地面产生到转发器出口的上行链路时延,给出了星地时间同步方法,给出了星地时间同步偏差模...
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 卫星导航系统授时的国内外概况
1.2.1 GNSS授时
1.2.2 转发式系统载波相位授时
1.3 论文研究的意义
1.4 论文内容安排
第2章 转发式系统工作原理及相关基础理论
2.1 概述
2.2 转发式系统
2.2.1 转发式系统工作原理
2.2.2 转发式系统信号传播过程
2.3 转发式系统时间基准
2.4 载波相位授时关键参数
2.5 GUI程序开发原理
2.6 小结
第3章 转发式系统时频特性分析
3.1 概述
3.2 频率准确性分析方法
3.3 转发式系统时频特性
3.3.1 GNSS星载原子钟特性
3.3.2 转发式系统地面原子钟特性
3.4 转发器出口发射信号载波频率准确性分析
3.4.1 转发器出口发射信号载波频率准确性影响因素
3.4.2 上行多普勒频移对转发器出口发射信号载波频率的影响
3.4.3 卫星本振频率对转发器出口发射信号载波频率的影响
3.4.4 转发器出口发射信号载波频率准确性分析
3.5 小结
第4章 转发式系统星地时间同步分析
4.1 概述
4.2 上行链路时延分析
4.2.1 上行链路时延
4.2.2 上行链路时延误差分析
4.3 星地时间同步实现方法
4.4 星地时间同步偏差播报准确性分析
4.4.1 GNSS伪距计算
4.4.2 转发式系统伪距计算
4.4.3 转发式系统星地时间同步偏差模型
4.4.4 星地时间同步偏差预报方法
4.4.5 星地时间同步偏差播报准确性分析
4.5 小结
第5章 转发式系统码载一致性分析
5.1 概述
5.2 码相位和载波相位关系分析
5.2.1 上行链路对码载一致性的影响
5.2.2 下行链路对码载一致性的影响
5.3 码载一致性控制性能分析
5.3.1 码载一致性控制残差计算方法
5.3.2 码载一致性控制残差频域特性分析
5.4 码载一致性控制残差预补偿方法
5.5 小结
第6章 分析软件实现及载波相位授时性能分析
6.1 概述
6.2 软件设计
6.2.1 设计模式
6.2.2 基于模型视图模式的软件架构设计
6.2.3 架构层的模块设计和交互
6.3 软件实现
6.3.1 基于二阶构造设计模式的软件界面实现
6.3.2 软件层的实现
6.3.3 载波授时性能关键参数软件实现
6.4 软件实现结果
6.4.1 时频特性结果
6.4.2 码载一致性结果
6.5 载波相位授时结果
6.5.1 载波相位授时的测试平台
6.5.2 载波授时结果分析
6.6 小结
第7章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3912668
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 卫星导航系统授时的国内外概况
1.2.1 GNSS授时
1.2.2 转发式系统载波相位授时
1.3 论文研究的意义
1.4 论文内容安排
第2章 转发式系统工作原理及相关基础理论
2.1 概述
2.2 转发式系统
2.2.1 转发式系统工作原理
2.2.2 转发式系统信号传播过程
2.3 转发式系统时间基准
2.4 载波相位授时关键参数
2.5 GUI程序开发原理
2.6 小结
第3章 转发式系统时频特性分析
3.1 概述
3.2 频率准确性分析方法
3.3 转发式系统时频特性
3.3.1 GNSS星载原子钟特性
3.3.2 转发式系统地面原子钟特性
3.4 转发器出口发射信号载波频率准确性分析
3.4.1 转发器出口发射信号载波频率准确性影响因素
3.4.2 上行多普勒频移对转发器出口发射信号载波频率的影响
3.4.3 卫星本振频率对转发器出口发射信号载波频率的影响
3.4.4 转发器出口发射信号载波频率准确性分析
3.5 小结
第4章 转发式系统星地时间同步分析
4.1 概述
4.2 上行链路时延分析
4.2.1 上行链路时延
4.2.2 上行链路时延误差分析
4.3 星地时间同步实现方法
4.4 星地时间同步偏差播报准确性分析
4.4.1 GNSS伪距计算
4.4.2 转发式系统伪距计算
4.4.3 转发式系统星地时间同步偏差模型
4.4.4 星地时间同步偏差预报方法
4.4.5 星地时间同步偏差播报准确性分析
4.5 小结
第5章 转发式系统码载一致性分析
5.1 概述
5.2 码相位和载波相位关系分析
5.2.1 上行链路对码载一致性的影响
5.2.2 下行链路对码载一致性的影响
5.3 码载一致性控制性能分析
5.3.1 码载一致性控制残差计算方法
5.3.2 码载一致性控制残差频域特性分析
5.4 码载一致性控制残差预补偿方法
5.5 小结
第6章 分析软件实现及载波相位授时性能分析
6.1 概述
6.2 软件设计
6.2.1 设计模式
6.2.2 基于模型视图模式的软件架构设计
6.2.3 架构层的模块设计和交互
6.3 软件实现
6.3.1 基于二阶构造设计模式的软件界面实现
6.3.2 软件层的实现
6.3.3 载波授时性能关键参数软件实现
6.4 软件实现结果
6.4.1 时频特性结果
6.4.2 码载一致性结果
6.5 载波相位授时结果
6.5.1 载波相位授时的测试平台
6.5.2 载波授时结果分析
6.6 小结
第7章 总结与展望
7.1 论文总结
7.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3912668
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3912668.html