基于子带累积的DS∕FH卫星测控信号捕获算法

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1、第32卷第1期2013年2月飞行器测控学报JoumalofSpacecraftTT&CTechnologyV01．32No．1Feb．2013基于子带累积的DS／FH卫星测控信号捕获算法陈啸，李志强，朱文明，楼德侃(解放军理工大学通信工程学院卫星重点实验室·南京·210007)摘要：DS／FH(直接序列扩频／跳频扩频)混合扩频信号的快速捕获问题亟待研究。电离层色散效应增加了BPSK(二相相移键控)调制的DS／FH信号捕获的复杂度，并导致不同频点信号载波相位难以保持连续。通过估计电波传播路径上TEC(电子浓度)，可以消除电离层色散效应的影响，利于应答机精确测速。提出一种划

2、分子带的信号捕获方法，放宽TEC搜索步进，缩短搜索TEc的时间，从而实现信号的快速捕获。分析了划分子带个数与捕获时间及捕获能量损失的关系，在实现过程中可通过调整子带的个数来控制捕获能量损失，使得捕获模块设计更加灵活。关键词：卫星测控；DS／FH(直接序列扩频／跳频扩频)；电离层色散；相位估计；划分子带；非相干累积中图分类号：V556：TN91．7文献标志码：A文章编号：1674—5620(2013)01一0061一05DOI：10．7642／j．issn．1674—5620．2013一01—006l—05AnAcquisitionAlgorithmforDS／FHSat

3、eUiteTT＆CSignalBasedonSub—Band—AccumulationCHENXiao，LIZhiqiang，ZHUWenming，LOUDekan(InstituteofCommunicationEngineering，PLAUniversityofScienceandTechnology，Nanjing210007)Abstract：TheurgencyofresearchonfastacquisitionofDS／FH(DirectSequence／FrequencyHopping)spreadspec—trumsignalsisdescribed

4、．Withtheexistenceofionosphericdispersion，thecarrierphasecontinuityofaphase—coher—entFHsystemisdisruptedandthecomplexityofacquisitionisdrasticallyincreased．ThroughsearchofTEC(TbtalElectronCount)alongthepath，thereceiverisabletocompensateforphasediscontinuityandtoperformcoherentacquisition．

5、AnewacquisitionstrategynamedBandDivisionAccumulationisproposed．ItisproVedthatthestrategycanbroadenTECsearchperiodandthusreducesearchcomplexity．Therelationshipbetweenthenumberofsub—bandsandenergy10ssinacquisitionisanalyzed．Theaccumulationlossofacquisitioncanbeadjustedbyalteringthenumberof

6、sub_bandsandthisisbeneficiaItoreceiveradaptabiIity．Keywords：satelliteTracking，TelemetryandCommand(TT&C)；DirectSequence／FrequencyHopping(DS／FH)；ionosphericdispersion；phaseestimation；banddivision；incoherentaccumulationO引言进入21世纪以来，各国空间探索活动不断增多，针对空间飞行器的干扰技术也随之不断发展。DS／FH(直接序列扩频／跳频扩频)信号包括了DS与F

7、H扩频方式的优点，既具备DS信号的隐蔽性，也能够通过频点跳变躲避敌意干扰，显示了极强的生命力n一3

8、。然而，将DS／FH引入航天测控领域也带来了很多技术难点，主要是：信号捕获复杂度增加，快速捕获难度加大，信号精确跟踪难度加大，导致精确测速测距困难[4]。国内外研究表明，电离层色散效应难以保证宽带信号的线性传输，DS／FH信号群时延畸变影响信号的捕获。本文旨在解决色散效应下信号快速捕获问题。文中基于对色散效应的定量分析，提出一种按子带进行能量累积的思想，并分析该方法对捕获性能提升的贡献，所得结论有益于航天器测控系统的信号捕获及跟踪方案设计。