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申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

摘要：本发明公开了一种基于卫星变频转发的双频信号实时标校高精度测距方法，涉及航天测控领域中对卫星进行高精度测距的一种技术。本发明地面测量站向卫星发射一个频点的上行扩频信号，卫星的变频转发器将上行扩频信号变频为两个频点的下行信号，地面测量站同时捕获两路下行信号对卫星测距，利用两个频段距离值对电离层延迟进行补偿，减小电离层延迟对测距值的影响，同时地面测量站基带设备测距时，采用载波相位平滑伪码相位的方法提高测距精度。本发明具有地面测量站设备零值实时标校、双频测距对电离层延迟进行补偿、对卫星测距精度高的特点，可用于航天测控高精度测距领域。

主权项：1.一种基于卫星变频转发的双频信号实时标校高精度测距方法，其特征在于，包括以下步骤：1地面测量站向卫星发射频率为f1的上行扩频信号S，卫星的变频转发器将上行扩频信号变频为两路下行信号：频率为f2的下行信号La、频率为f3的下行信号Sa，卫星向地面测量站发送La和Sa的两路下行信号；2地面测量站的偏馈天线接收到上行扩频信号S后，经校零变频转发器变频为两路校零信号：频率为f2-fx的校零信号Lb，频率为f3+fx的校零信号Sb；偏馈天线向地面测量站发射两路校零信号；3地面测量站天线同时接收四路信号：卫星发射的La和Sa两路下行信号，以及偏馈天线发射的两路信号Lb和Sb；测距基带同时对四路信号进行捕获、跟踪；4针对每一路信号，测距基带同时获得伪码测距结果和载波相位测距结果：ρ＝R+ερ公式-1λφ+N＝R+εφ公式-2其中，ρ表示测距基带伪码测距值，R表示距离真值，ερ表示伪码测距误差，λ表示载波波长，φ表示载波相位，N为载波相位测距的整周模糊，εφ表示载波相位测距误差项；由公式-1和公式-2得：ρ-ερ＝λφ+N-εφ测距过程中的随机误差服从高斯分布，通过数学统计方法削弱随机误差影响；5忽略随机误差的影响，且考虑测量过程中未发生周跳，连续观测n次，则获得n个测量方程：ρk＝λφk+N，k＝1,2,3,···,n公式-36将n个测量方程相加并移相，得到 将公式-4带入第n次测量方程中，得到： 测距基带四路信号的距离测量值均按照步骤4～6获得；7测距基带测得四个距离值DLa、DSa、DLb、DSb：DLa＝Df2+D0La公式-6DSa＝Df3+D0Sa公式-7DLb＝D0La+d0f2公式-8DSb＝D0Sa+d0f3公式-9Df2为用f2频率信号测得的卫星到地面测量站的距离，D0La为地面测量站接收f2频率信号支路设备距离零值，Df3为用f3频率信号测得的卫星到地面测量站的距离，D0Sa为地面测量站接收f3频率信号支路设备距离零值，d0f2为标校分系统变频转发f2-fx频率信号支路设备距离零值，d0f3为标校分系统变频转发f3+fx频率信号支路设备距离零值，d0f2和d0f3通过对信标塔标校获得，为已知量，将公式-8、公式-9求得的D0La、D0Sa代入公式-6、公式-7，求得Df2、Df3；8对Df2、Df3进行电离层时延补偿，得到电离层修正后的距离d2、d3： 9对电离层修正后的距离d2、d3求均值： d即为地面测量站到卫星的距离，完成卫星距离的高精度测量。

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