卫星编队的多接入与码分接入算法研究

发布时间：2020-03-24 11:18

【摘要】：近年来,我国航天事业蓬勃发展,为了实现对宇宙黑暗时期的空间探测,引入了由1颗主卫星与8颗子卫星在300km绕月圆轨道线形“卫星编队”形成空间分布式干涉阵列,利用编队协同观测和轨道演化带来的基线变化。卫星编队需要在小卫星之间建立可靠的、有凝聚力的星间网络空间,通过星间通信链路来实现卫星编队的多接入,框架是开放式系统互联模型(OSI),尤其是“多路访问控制子层(MAC)”,其中“以码分多址为中心的协议”,因其良好的抗干扰性、隐蔽性、低截获性和可复用等优点而被现代航天任务所采用。本文将详细介绍码分信号的接收相关的捕获问题,文章主要研究内容如下:(1)概述了卫星编队多接入的方式,分析比较了这些方式的优缺点和异同。(2)采用基于多接入方式中的码分多址的码分接入系统来实现同步,概述了码分接入通信原理、码分信号组成,分析了卫星高速运动而引起的多普勒频率偏移和伪随机序列的良好的自相关性,为捕获算法的介绍提供了应用背景。(3)分析研究了“时域串行捕获算法”和“并行码相位捕获算法”的特性和异同,并通过相干积分法和非相干积分法来提升灵敏度,提高捕获成功概率,并探讨了信号检测算法。(4)提出了基于“最佳失真度”的量化方法和新的评价指标“载噪比”,可以在捕获前预先衡量量化损失。(5)仿真研究了基于最佳失真度量化的并行码相位的捕获算法的,验证了最佳失真度量化方法的可行性。
【图文】：

(1)获取高分辨率天空图像，测量全天射电频谱，打开天体电磁频谱的(2)探索宇宙黑暗时代和宇宙黎明；(3)对银河系星际介质分布及活动、宇宙线起源和传播、河外射电星系遗迹演化、太阳和系内行星超长波射电活动等进行研究。

图 1.2 卫星编队卫星编队各节点要保持强的连通性，星间通信同步是卫星编队的关键技是卫星编队多接入的前提。但是远距离、延时高的空间节点通信以及有限的资源等因素，使得卫星编队的多接入面临诸多挑战。1993 年，我国部署建设统一 S 波段测控通信系统（USB），涵盖了遥控、、通信、数传、跟踪、测距等功能，与卫星编队协同合作，满足航天测控的。系统具有简单、可靠、精度高等特点。但其抗干扰能力较弱、测距距离受限并行测控多目标[3]。随着技术的发展，航天领域测控系统需要向以下几个方向发展：(1)多星和多站同时测控。在轨卫星数量日益增加，尤其是组成星座或飞队合作完成特定任务的小卫星，，要求一个测控站同时监测本测控范围的卫
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院国家空间科学中心)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V443.1

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本文编号：2598247