統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)課件

統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)

Unifiedcarrierobserveandcontrolsystem§3.1概述§3.2統(tǒng)一載波系統(tǒng)的工作原理及其組成§3.3統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)中采用的新技術(shù)§3.4統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)的應(yīng)用作業(yè)與思考題12/9/20221§3.1概述[Introduction]在統(tǒng)一載波系統(tǒng)提出之前，測(cè)控系統(tǒng)多采用由功能不同的各種設(shè)備組合而成的“分離體系”。統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)：地面測(cè)控站和飛行器測(cè)控設(shè)備都采用一個(gè)載波、一個(gè)天線(xiàn)、一個(gè)公用信道設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)控，即：在一個(gè)載波上用幾個(gè)副載波調(diào)角，實(shí)現(xiàn)頻分復(fù)用的幾路信號(hào)的傳輸。從而實(shí)現(xiàn)測(cè)控中的多功能綜合，即將測(cè)控的多種功能統(tǒng)一在一個(gè)載波上，故稱(chēng)為統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)，又稱(chēng)為綜合測(cè)控系統(tǒng)。當(dāng)采用S頻段（1.55~3.4GHz）載波時(shí)，稱(chēng)為統(tǒng)一S頻段系統(tǒng)（USB，UnifiedS-band）。當(dāng)采用C頻段（3.4~8GHz）載波時(shí)，稱(chēng)為統(tǒng)一C頻段系統(tǒng)（UCB，UnifiedC-band）。12/9/202223.1.1“統(tǒng)一”的基本原理[Basicprincipleof“Unified”]“統(tǒng)一”的基本原理是基于頻分制多路通信原理，遙測(cè)和遙控各用一個(gè)副載波傳輸（有時(shí)也增加語(yǔ)音副載波等其他信號(hào)），從而實(shí)現(xiàn)測(cè)軌（測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角）、遙測(cè)和遙控（即TT＆C）三種功能的綜合。載波鎖相環(huán)是統(tǒng)一載波系統(tǒng)的心臟，是實(shí)現(xiàn)它的技術(shù)基礎(chǔ)。特征：測(cè)軌、遙測(cè)、遙控三類(lèi)設(shè)備統(tǒng)為一體，頻段統(tǒng)為一個(gè)。采用偽碼測(cè)距或多側(cè)音測(cè)距技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)模糊測(cè)距。飛行器定軌采用A.E.R單站定軌體制。12/9/202233.1.2統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)的特點(diǎn)[Thefeaturesofunifiedcarriersystem”]采用頻分制所引起的組合干擾較大，且數(shù)據(jù)速率不能太高。頻分制的一個(gè)主要缺點(diǎn)是組合干擾，包括多副載波和多載波的組合干擾?？朔l分制組合干擾的一個(gè)辦法是采用“時(shí)分制”，“時(shí)分制”傳輸?shù)氖菙?shù)字信號(hào)，用不同的時(shí)間分路實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，容量大。（“全時(shí)分”“全數(shù)字”的方案則是美國(guó)的TDRSS.）傳輸信息的副載波頻率不能太高，因而數(shù)據(jù)速率不能很高——為此組成多載波系統(tǒng)，如“阿波羅”登月的USB系統(tǒng)。12/9/20225§3.2統(tǒng)一載波系統(tǒng)的工作原理及其組成[Workingprincipleandcompositionofunifiedcarriersystem]1966年，美國(guó)的阿波羅登月工程是統(tǒng)一載波系統(tǒng)最經(jīng)典的應(yīng)用。之前的“水星”和“雙子星座”飛船測(cè)控網(wǎng)為分離測(cè)控系統(tǒng)。阿波羅統(tǒng)一S頻段測(cè)控系統(tǒng)。硬件：飛機(jī)應(yīng)答機(jī)和地面系統(tǒng)：飛船上只用了一S頻段應(yīng)答機(jī)，地面只用了一套S頻段地面站?！鞍⒉_”登月，包括兩個(gè)航天器——指揮艙和登月艙，都采用了USB測(cè)控系統(tǒng)，有兩個(gè)信號(hào)傳輸通道，一個(gè)是地面與登月艙之間的通道；另一個(gè)是地面站與指揮艙之間的通道。當(dāng)?shù)窃屡撛谠虑蛏现懞螅詈絾T在月面行走時(shí)與登月艙的聯(lián)系，通過(guò)一個(gè)背負(fù)式電臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。3.2.1統(tǒng)一載波系統(tǒng)的工作原理[Workingprincipleofunifiedcarriersystem]12/9/20226阿波羅統(tǒng)一S頻段測(cè)控系統(tǒng)?！鞍⒉_”指揮艙采用“多副載波”頻分體制，各副載波的頻譜不相重疊，接收時(shí)可用分路濾波器分開(kāi)?！鞍⒉_”采用上行“雙載波”，一個(gè)用于對(duì)指揮艙的測(cè)控；另一個(gè)用于對(duì)登月艙的測(cè)控，從而實(shí)現(xiàn)雙目標(biāo)測(cè)控。3.2.1統(tǒng)一載波系統(tǒng)的工作原理[Workingprincipleofunifiedcarriersystem]12/9/20227一個(gè)完整的統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)由14個(gè)分系統(tǒng)組成。3.2.2統(tǒng)一載波系統(tǒng)的組成[Compositionofunifiedcarriersystem]天饋伺分系統(tǒng)“天饋伺”是天線(xiàn)、饋源和伺服的簡(jiǎn)稱(chēng)。天饋伺分系統(tǒng)的作用是定向輻射和接收微波信號(hào)能量，通過(guò)角跟蹤接收機(jī)檢出角誤差信號(hào)，連續(xù)穩(wěn)定地跟蹤目標(biāo)，從而實(shí)時(shí)地跟蹤測(cè)量出目標(biāo)的角度位置。主要技術(shù)要求：測(cè)角精度高，天線(xiàn)增益高。12/9/20228測(cè)距分系統(tǒng)測(cè)距分系統(tǒng)的作用是測(cè)量出地面測(cè)控站與飛行器之間的徑向距離。主要技術(shù)要求：測(cè)距精度、最大無(wú)模糊測(cè)量距離、距離捕獲時(shí)間。（最大無(wú)模糊距離由飛行器的最遠(yuǎn)距離決定，并用相應(yīng)的最低頻率側(cè)音來(lái)保證）測(cè)速分系統(tǒng)測(cè)速分系統(tǒng)的作用是測(cè)量出地面測(cè)控站與飛行器之間的徑向速度。測(cè)量方法采用載波多普勒頻率測(cè)量法。主要技術(shù)要求：測(cè)速精度和測(cè)速范圍。3.2.2統(tǒng)一載波系統(tǒng)的組成[Compositionofunifiedcarriersystem]12/9/202210應(yīng)答機(jī)應(yīng)答機(jī)是測(cè)控系統(tǒng)中的飛行器載設(shè)備，它與地面站協(xié)同工作，共同完成測(cè)距、測(cè)速、測(cè)角、遙測(cè)、遙控任務(wù)。主要技術(shù)要求：捕獲靈敏度、發(fā)射功率、頻率捕獲范圍和捕獲時(shí)間、距離零值漂移、發(fā)射信號(hào)的短穩(wěn)以及體積、重量、耗電、可靠性等特殊要求。監(jiān)控分系統(tǒng)監(jiān)控分系統(tǒng)用來(lái)對(duì)全系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視和控制。監(jiān)視的內(nèi)容包括設(shè)備狀態(tài)、工作參數(shù)、目標(biāo)參數(shù)、設(shè)備配置情況和數(shù)據(jù)信息，并能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理格式編排與顯示，實(shí)時(shí)打印全部控制指令；控制功能能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)控、本控和分控，控制的內(nèi)容包括：工作狀態(tài)、工作參數(shù)、設(shè)備配置、測(cè)控系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)的捕獲的控制和監(jiān)視等。3.2.2統(tǒng)一載波系統(tǒng)的組成[Compositionofunifiedcarriersystem]12/9/202212測(cè)試標(biāo)校分系統(tǒng)測(cè)試標(biāo)校分系統(tǒng)的作用是進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)角、測(cè)距標(biāo)校系統(tǒng)性能測(cè)試、設(shè)備調(diào)試檢查、系統(tǒng)大回路測(cè)試，以及系統(tǒng)的模擬演練等。電視跟蹤分系統(tǒng)電視跟蹤分系統(tǒng)用作無(wú)線(xiàn)電信號(hào)中斷時(shí)（如，通過(guò)等離子體“黑障”時(shí)。注：溫度過(guò)高形成氣體電離層，使通信失效的現(xiàn)象為黑障現(xiàn)象）的角跟蹤；同時(shí)完成系統(tǒng)的角度和星體標(biāo)校，可跟蹤測(cè)量飛機(jī)上的光標(biāo)和標(biāo)校塔上的光標(biāo)。數(shù)據(jù)記錄分系統(tǒng)模擬記錄器或8mm旋轉(zhuǎn)頭數(shù)字記錄器、熱敏繪圖儀。3.2.2統(tǒng)一載波系統(tǒng)的組成[Compositionofunifiedcarriersystem]12/9/202214統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)的主要任務(wù)是完成測(cè)控，因此系統(tǒng)工作程序首先是應(yīng)建立目標(biāo)和測(cè)控站之間的持續(xù)的雙向通信鏈路，即實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)飛行器的捕獲。全過(guò)程如下：3.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]角度引導(dǎo)、搜索和截獲系統(tǒng)捕獲的第一步是完成地面站對(duì)空中飛行器在角度上的截獲，即使地面站的天線(xiàn)波束對(duì)準(zhǔn)飛行器目標(biāo)。12/9/2022153.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]角度引導(dǎo)、搜索和截獲角度引導(dǎo)：幫助實(shí)現(xiàn)角度截獲目標(biāo)的手段。最常用的有計(jì)算機(jī)（又稱(chēng)數(shù)字）引導(dǎo)、寬波束雷達(dá)模擬引導(dǎo)、自帶寬波束小天線(xiàn)（和測(cè)控天線(xiàn)裝在同一個(gè)天線(xiàn)軸上）實(shí)現(xiàn)自引導(dǎo)。這些引導(dǎo)方式可以綜合使用，以提高引導(dǎo)的成功概率。其互聯(lián)關(guān)系：12/9/2022163.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]角度引導(dǎo)、搜索和截獲計(jì)算機(jī)引導(dǎo)（數(shù)字引導(dǎo)）測(cè)控天線(xiàn)按計(jì)算機(jī)提供的角度數(shù)據(jù)和角度變化率運(yùn)動(dòng)。寬波束雷達(dá)引導(dǎo)用作角度引導(dǎo)的雷達(dá)，其波束寬，覆蓋空域大，截獲目標(biāo)能力強(qiáng)。12/9/2022173.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]角度引導(dǎo)、搜索和截獲角掃描截獲方式角掃描截獲方式的實(shí)現(xiàn)方法是使天線(xiàn)以多種形式在不同范圍和方向進(jìn)行機(jī)械掃描（也可用電掃），以覆蓋目標(biāo)軌道可能散布空域，擴(kuò)大截獲目標(biāo)的范圍。天線(xiàn)掃描速率滿(mǎn)足的條件：可捕條件：波束照射目標(biāo)的時(shí)間應(yīng)大于跟蹤接收機(jī)的頻率捕獲所定時(shí)間和系統(tǒng)判決時(shí)間。不漏捕條件：掃描速率和掃描范圍還應(yīng)保證飛行目標(biāo)以最大穿越速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，在掃描周期內(nèi)不出現(xiàn)漏掉目標(biāo)的現(xiàn)象。機(jī)構(gòu)安全條件：天線(xiàn)的最大掃描速度還應(yīng)控制在天線(xiàn)軸架結(jié)構(gòu)允許的極限值以?xún)?nèi)，以確保天線(xiàn)伺服機(jī)構(gòu)的安全。12/9/2022183.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]頻率引導(dǎo)和頻率捕獲頻率掃描法在跟蹤接收機(jī)的鎖相環(huán)的壓控振蕩器（VCO，VoltageControlOscillator）的控制端加一個(gè)單獨(dú)的掃描三角波電壓，當(dāng)壓控振蕩器輸出頻率和收到信號(hào)的頻率基本對(duì)準(zhǔn)時(shí)，環(huán)路即刻進(jìn)入捕獲鎖定狀態(tài)，并跟蹤信號(hào)頻率的變化，此時(shí)自動(dòng)切斷掃描電壓。特點(diǎn)：簡(jiǎn)單適用，但平均捕獲時(shí)間稍長(zhǎng)。12/9/2022203.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]頻率引導(dǎo)和頻率捕獲頻率引導(dǎo)法分為模擬頻率引導(dǎo)和數(shù)字式頻率引導(dǎo)兩種方法。模擬頻率引導(dǎo)由多個(gè)窄帶濾波器組成，所有濾波器輸出送入判決電路，當(dāng)收到目標(biāo)信號(hào)頻率時(shí)，輸出最大的濾波器的中心頻率值就是回波信號(hào)頻率值，即用濾波器完成回波頻率的測(cè)量。特點(diǎn)：設(shè)備量大而復(fù)雜，頻率捕獲時(shí)間決定于每個(gè)濾波器輸出信號(hào)的建立穩(wěn)定時(shí)間。12/9/2022213.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲測(cè)控系統(tǒng)在完成對(duì)飛行器信標(biāo)頻率的捕獲之后，還應(yīng)完成雙向載波捕獲和距離捕獲。雙向載波捕獲即應(yīng)答機(jī)捕獲上行載波和地面接收機(jī)捕獲下行載波。有相干和非相干兩種雙向載波捕獲及距離捕獲過(guò)程。12/9/2022233.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲相干轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的捕獲過(guò)程硬件：飛行器上裝配鎖相相干轉(zhuǎn)發(fā)應(yīng)答機(jī)。它一般采用調(diào)相制和相干解調(diào)。在捕獲鎖定前，其壓控振蕩器處于恒壓控制振蕩狀態(tài)。地面測(cè)控站發(fā)射機(jī)具有頻率掃描能力。在統(tǒng)一載波系統(tǒng)中一般都采用地面發(fā)射機(jī)掃頻來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向載波頻率捕獲。12/9/2022243.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲相干轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的捕獲過(guò)程“雙捕”的特征（“雙捕”的判決依據(jù)）“雙鎖”判決應(yīng)答機(jī)的鎖相環(huán)鎖定和地面接收機(jī)載波環(huán)鎖定，都給出“已鎖定”指示，則已“雙捕”。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是最直接，缺點(diǎn)是雙捕時(shí)間長(zhǎng)，且可靠性下降。12/9/2022263.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲相干轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的捕獲過(guò)程“雙捕”的特征（“雙捕”的判決依據(jù)）“隨掃”判決當(dāng)上、下行捕獲后，其特征是接收機(jī)的VCO隨發(fā)射機(jī)掃頻，可借此作為“雙捕”判決。特點(diǎn)：可靠性高，捕獲概率高，速度快，成本低?！碍h(huán)回”判決利用“調(diào)制入”和“調(diào)制出”的環(huán)回比較，可作雙捕判決。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是判決簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是上行要加調(diào)制信號(hào)，下行解調(diào)器和濾波器。12/9/2022273.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲相干轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的捕獲過(guò)程雙捕方案自動(dòng)雙捕：“雙鎖”判決或“隨掃”判決。人工雙捕：利用三重判決，即“隨掃指示燈”判決，或“雙鎖指示燈”判決，或“隨掃電表”判決?！半p捕”保持：用“環(huán)回”判決。12/9/2022283.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲非相干轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)捕獲有多種類(lèi)型，介紹常見(jiàn)的地面站用調(diào)頻，飛行應(yīng)答機(jī)為鑒頻調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)方式的典型情況。未捕獲前，應(yīng)答機(jī)不斷向地面發(fā)回信標(biāo)信號(hào)，系統(tǒng)捕獲過(guò)程如下：角引導(dǎo)：在未捕獲目標(biāo)前，借助角引導(dǎo)和頻率引導(dǎo)手段，捕獲和跟蹤目標(biāo)應(yīng)答機(jī)信標(biāo)載波信號(hào)頻率，并使測(cè)控天線(xiàn)自動(dòng)跟蹤目標(biāo)。12/9/2022303.2.3系統(tǒng)捕獲的工作過(guò)程[Workingprocessofsystemcapture/acquisition]雙向載波捕獲和距離捕獲非相干轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)捕獲地面發(fā)送上行載波調(diào)零：適當(dāng)調(diào)整上行載波頻率，使上行載波頻率和應(yīng)答機(jī)鑒頻器零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。雙向載波捕獲完成：調(diào)零或發(fā)送上行載波完成后，監(jiān)控臺(tái)形成“雙捕”信號(hào)，啟動(dòng)測(cè)距機(jī)及遙控終端。距離捕獲：測(cè)距機(jī)收到“雙捕”信號(hào)，完成距離捕獲。12/9/202231§3.3統(tǒng)一載波測(cè)控系統(tǒng)中采用的新技術(shù)[Newtechnologyusedinunifiedcarriersystem]相位鎖定技術(shù)鎖相環(huán)是一種自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，包括三個(gè)最基本的部分：鑒相器（PD）、低通濾波器（校正網(wǎng)絡(luò)，LF）、電壓控制振蕩器（VCO）。3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]12/9/202232相位鎖定技術(shù)鑒相器（PD）：誤差鑒別部件，測(cè)量輸入信號(hào)和本地壓控振蕩器信號(hào)之間的相位差。低通濾波器（LF）：將誤差電壓低通濾波。壓控振蕩器（VCO）：由一個(gè)感受電壓變化的變?nèi)荻O管和普通的振蕩器組成。變?nèi)荻O管電容的變化使振蕩器的頻率發(fā)生變化，從而達(dá)到壓控振蕩頻率的目的，故稱(chēng)壓控振蕩器。3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]12/9/202233相位鎖定技術(shù)鎖相環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：沒(méi)有頻率差；相位相干且相位差可以減到很??；帶寬窄；跟蹤濾波；相位特性極其平坦；門(mén)限較低。鎖相環(huán)是統(tǒng)一載波系統(tǒng)的核心，表現(xiàn)在：統(tǒng)一載波測(cè)控地面站和應(yīng)答機(jī)中都采用了鎖相環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)了全系統(tǒng)的相干。弱信號(hào)接收是基于鎖相環(huán)的跟蹤濾波作用，并利用鎖相環(huán)產(chǎn)生的相干信號(hào)實(shí)現(xiàn)低門(mén)限的相干解調(diào)。接收機(jī)和發(fā)射機(jī)本振所采用的頻率綜合器、角跟蹤接收機(jī)的角誤差解調(diào)、極化分集合成的同相合成，均利用了相位鎖定技術(shù)。發(fā)射機(jī)的調(diào)制器和接收機(jī)門(mén)限擴(kuò)展解調(diào)器也采用了鎖相技術(shù)。3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]12/9/202234中頻鎖相接收機(jī)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]中頻鎖相環(huán)與簡(jiǎn)單鎖相環(huán)的區(qū)別：環(huán)內(nèi)增加混頻器、中頻放大器等，與鎖相環(huán)共同構(gòu)成一個(gè)大環(huán)，故稱(chēng)中頻鎖相接收機(jī)。由于采用穩(wěn)定度很高的固定不變的基準(zhǔn)信號(hào)（f0），則（fi-fc）=f0，即通過(guò)中頻放大器的信號(hào)頻率固定不變（f0

）。由于中頻固定頻帶可以做的很窄，故信噪比很高。12/9/202235數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]數(shù)字環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：可靠性高；性能好；集成度高。數(shù)字環(huán)的工作原理：組成：數(shù)字鑒相器（DPD）、環(huán)路數(shù)字濾波器（DLF）、數(shù)控振蕩器（DCO）三部分組成。形式：過(guò)零型數(shù)字鎖相環(huán)（ZC-DPLL）觸發(fā)器型數(shù)字鎖相環(huán)（FF-DPLL,Flip-Flop）導(dǎo)前/滯后型數(shù)字鎖相環(huán)（LL-DPLL）奈奎斯特采樣型數(shù)字鎖相環(huán)（NR-DPLL）12/9/202236數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]過(guò)零型數(shù)字鎖相環(huán)的組成及原理采樣鑒相器（DPD）：A/D轉(zhuǎn)換器同時(shí)完成模數(shù)變換和鑒相功能。環(huán)路數(shù)字濾波器（DLP）：數(shù)字濾波器，濾除鑒相器輸出的噪聲干擾。數(shù)控振蕩器：由相位累加器和正弦函數(shù)只讀存儲(chǔ)器構(gòu)成。由只讀存儲(chǔ)器得到的正弦信號(hào)數(shù)字波形，由數(shù)模變換器（D/A）變成模擬正弦信號(hào)，經(jīng)濾波后作為數(shù)控振蕩器的輸出，另一路經(jīng)過(guò)零電路形成采樣脈沖送到數(shù)字鑒相器。12/9/202237數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]數(shù)字環(huán)的應(yīng)用測(cè)控系統(tǒng)中用來(lái)做接收信號(hào)處理，主要用在中頻接收機(jī)和測(cè)距機(jī)中。（1）中頻接收機(jī)中的應(yīng)用衛(wèi)星下行信號(hào)的頻譜分析（用于頻率引導(dǎo)）頻率引導(dǎo)方法：對(duì)頻率信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，利用環(huán)路數(shù)字濾波器中的CPU，在環(huán)路捕獲之前對(duì)鑒相器的輸出信號(hào)進(jìn)行FFT變換（快速傅里葉變換），確定載波位置，以此將數(shù)控振蕩器的頻率拉到與其相同，要求FFT分析帶寬小于環(huán)路帶寬，就可以完成正確引導(dǎo)和鎖定。12/9/202238數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]數(shù)字環(huán)的應(yīng)用（1）中頻接收機(jī)中的應(yīng)用載波捕捉與跟蹤載波捕獲與跟蹤是數(shù)字環(huán)的主要功能。數(shù)字環(huán)的捕捉帶和同步帶比模擬環(huán)大得多，而且很容易實(shí)現(xiàn)頻率引導(dǎo)，容易捕獲。同時(shí)對(duì)輸入頻率偏移沒(méi)有靜態(tài)相位誤差。數(shù)字環(huán)的數(shù)控振蕩器，主體為數(shù)字合成器，輸出頻率穩(wěn)定。環(huán)路帶寬可以做的很窄，對(duì)中心頻率附近的噪聲和干擾濾除能力很強(qiáng)。12/9/202239數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]數(shù)字環(huán)的應(yīng)用（1）中頻接收機(jī)中的應(yīng)用測(cè)距與遙測(cè)信號(hào)數(shù)字解調(diào)特別針對(duì)側(cè)音信號(hào)的解調(diào)，解調(diào)后的側(cè)音的相位很穩(wěn)定，對(duì)于提高測(cè)距精度有一定好處。載波多普勒頻率提取環(huán)路鎖定后，數(shù)字環(huán)數(shù)控振蕩器頻率偏移量準(zhǔn)確地等于載波多普勒頻移。數(shù)字濾波器輸出量（頻率碼）直接代表載波多普勒偏移的大小，完成系統(tǒng)多普勒頻率提取的功能。采用中頻數(shù)字環(huán)后，測(cè)速機(jī)變得非常簡(jiǎn)單，中頻環(huán)的輸出口通過(guò)并口送給終端計(jì)算機(jī)，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)可實(shí)時(shí)求出目標(biāo)速度（距離變化率）12/9/202240數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]數(shù)字環(huán)的應(yīng)用（1）中頻接收機(jī)中的應(yīng)用雙向載波捕獲的判決采用數(shù)字濾波環(huán)時(shí)，可利用控制DCO頻率的頻率控制碼（簡(jiǎn)稱(chēng)頻率碼），在數(shù)字載波環(huán)已有的高速單片機(jī)中進(jìn)行掃頻斜率的計(jì)算，并由軟件進(jìn)行濾波運(yùn)算和門(mén)限判決運(yùn)算。AGC（Auto-GainController）（自動(dòng)增益控制器）控制功能。12/9/202241數(shù)字鎖相環(huán)3.3.1數(shù)字載波環(huán)[Digitalcarrierloop]數(shù)字環(huán)的應(yīng)用（2）測(cè)距機(jī)中的應(yīng)用數(shù)字鎖相環(huán)濾波，測(cè)距精度高。數(shù)字鎖相環(huán)的應(yīng)用有利于收發(fā)相移的測(cè)量：當(dāng)發(fā)端的側(cè)音產(chǎn)生器和環(huán)路數(shù)控振蕩器由相位累加器和正弦只讀存儲(chǔ)器構(gòu)成時(shí)，兩個(gè)相位累加器的輸出值代表收發(fā)兩端信號(hào)的瞬時(shí)相位，將其輸出并送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行相減，即可求出收發(fā)相移。12/9/202242綜合基帶設(shè)備的應(yīng)用將遙測(cè)、遙控、測(cè)距、測(cè)速和中頻接收機(jī)及中頻調(diào)制器進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì)，構(gòu)成綜合基帶設(shè)備。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備大大簡(jiǎn)化，提高了可靠性，降低成本。提高了設(shè)備的計(jì)算機(jī)化的水平。提高了自動(dòng)化水平。使用維護(hù)方便，縮小人員編制。3.3.2綜合基帶設(shè)備[Comprehensivebasebandequipment]12/9/202243基帶設(shè)備的組成與功能3.3.2綜合基帶設(shè)備[Comprehensivebasebandequipment]基帶設(shè)備的組成完整的綜合基帶設(shè)備由中頻接收單元、中頻調(diào)制器、中頻開(kāi)關(guān)陣列、視頻開(kāi)關(guān)陣列、遙測(cè)、遙控、測(cè)距、時(shí)間碼、信息處理、監(jiān)控等單元及遙測(cè)、遙控操作單元組成。12/9/202244基帶設(shè)備的組成與功能基帶設(shè)備的功能中頻接收：接收70MHZ衛(wèi)星下行信號(hào)，完成頻率引導(dǎo)、載波捕獲與跟蹤、解調(diào)輸出遙測(cè)信號(hào)和測(cè)距信號(hào)。中頻調(diào)制：完成測(cè)距和遙控副載波信號(hào)對(duì)載波的PM或PM的上行調(diào)制，產(chǎn)生載波頻率掃描。遙測(cè)：遙測(cè)單元完成PCM-FSK（脈沖編碼調(diào)制-二進(jìn)制頻移鍵控）衛(wèi)星遙測(cè)信號(hào)解調(diào)，恢復(fù)基帶PCM信號(hào)，實(shí)現(xiàn)比特同步，提取字同步、幀同步、副幀同步信號(hào)，恢復(fù)遙測(cè)幀信息。全透明地把遙測(cè)數(shù)據(jù)（帶時(shí)標(biāo)）經(jīng)信息處理單元送遙測(cè)、遙控操作單元，具有自檢功能，利用遙測(cè)模擬器進(jìn)行誤碼率、誤幀概率測(cè)試。3.3.2綜合基帶設(shè)備[Comprehensivebasebandequipment]12/9/202245基帶設(shè)備的組成與功能基帶設(shè)備的功能遙控：接收并處理由網(wǎng)控中心來(lái)的遙控指令，完成指令編碼、PSK或FSK副載波調(diào)制，通過(guò)上行鏈路實(shí)現(xiàn)對(duì)星上設(shè)備的控制，實(shí)時(shí)或延時(shí)發(fā)送并返回操作單元。具有比對(duì)功能。采用大回路反饋校驗(yàn)指令體制，通過(guò)大環(huán)比對(duì)確認(rèn)發(fā)送信息是否正確；還可自環(huán)和小環(huán)比對(duì)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視遙控終端機(jī)遙控操作單元是否正常。測(cè)距：采用純側(cè)音測(cè)距體制，上行發(fā)射端產(chǎn)生一組順序發(fā)送的側(cè)音波形，下行接收端提取衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)側(cè)音，測(cè)量各側(cè)音收發(fā)相移，確定衛(wèi)星距離。3.3.2綜合基帶設(shè)備[Comprehensivebasebandequipment]12/9/202246基帶設(shè)備的組成與功能基帶設(shè)備的功能時(shí)間/頻率產(chǎn)生：接收站時(shí)統(tǒng)送來(lái)的時(shí)間碼和頻標(biāo)，產(chǎn)生所需時(shí)間和各種時(shí)鐘頻率，對(duì)時(shí)間能進(jìn)行預(yù)置和修改。實(shí)現(xiàn)遙測(cè)測(cè)距數(shù)據(jù)加入時(shí)間標(biāo)志，遙控完成時(shí)間符合發(fā)令及產(chǎn)生執(zhí)行脈沖。監(jiān)控：監(jiān)控單元通過(guò)以太網(wǎng)與監(jiān)控臺(tái)相連，完成以下功能：遙控時(shí)，接收監(jiān)控臺(tái)命令，對(duì)基帶設(shè)備的工作參數(shù)、狀態(tài)進(jìn)行設(shè)置。本控時(shí)，通過(guò)面板對(duì)基帶設(shè)備的工作參數(shù)、狀態(tài)