重力場(chǎng)測(cè)量和衛(wèi)星編隊(duì)飛行等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)星間測(cè)距精度提出了越來(lái)越高的要求。
再生偽碼測(cè)距是指測(cè)控應(yīng)答機(jī)對(duì)上行偽碼測(cè)距信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)，并重新調(diào)制到下行載波的測(cè)
距方法。再生偽碼測(cè)距本身不僅能達(dá)到較高測(cè)距精度，而且可以與載波測(cè)距相結(jié)合，形成
通用的精密星間測(cè)距方案。雖然國(guó)外機(jī)構(gòu)和學(xué)者對(duì)再生偽碼測(cè)距理論己有一定研究，但在
許多方面還不夠成熟和完善，其中包括:(l)偽碼測(cè)距信號(hào)波形僅限于矩形波和MSK波
形，對(duì)于其它波形及相應(yīng)的最優(yōu)波形設(shè)計(jì)，還沒(méi)有進(jìn)行研究;(2)已經(jīng)提出了多種再生測(cè)
距碼以滿足不同場(chǎng)合的需要，但在現(xiàn)有的再生結(jié)構(gòu)下，測(cè)距信號(hào)的跟蹤精度和測(cè)距碼的捕
獲時(shí)間性能始終存在難于取舍的問(wèn)題;(3)雖然己開(kāi)始在數(shù)字測(cè)控應(yīng)答機(jī)中集成再生偽碼
測(cè)距功能，但關(guān)于數(shù)字實(shí)現(xiàn)對(duì)偽碼恢復(fù)性能的影響，還未見(jiàn)詳細(xì)分析;(4)對(duì)于偽碼測(cè)距
通道和數(shù)據(jù)通道的相互影響問(wèn)題，還未見(jiàn)深入分析。
本文圍繞上述問(wèn)題開(kāi)展研究工作，重點(diǎn)研究測(cè)控應(yīng)答機(jī)對(duì)上行偽碼測(cè)距信號(hào)的再生性
能。針對(duì)所采用的偽碼再生結(jié)構(gòu)，對(duì)熱噪聲條件下的偽碼再生性能進(jìn)行分析，包括碼跟蹤
環(huán)對(duì)測(cè)距信號(hào)的跟蹤性能和相關(guān)器組對(duì)碼序列的捕獲性能，得出這些性能的影響因素。
除卻這些影響因素，本文從偽碼測(cè)距信號(hào)本身著手，研究提高再生性能的方法。首先
研究偽碼信號(hào)波形的影響，對(duì)測(cè)距信號(hào)限定相同帶寬的條件下，對(duì)不同波形測(cè)距信號(hào)對(duì)碼
跟蹤環(huán)跟蹤性能的影響進(jìn)行分析和仿真。結(jié)果表明，不同的信號(hào)波形導(dǎo)致不同的環(huán)路鑒相
增益，從而導(dǎo)致不同的跟蹤性能，在此基礎(chǔ)上得出最佳偽碼信號(hào)波形。其次，采用不同的
測(cè)距碼，能提升碼跟蹤環(huán)的跟蹤性能或者碼序列的捕獲性能。在現(xiàn)有的測(cè)距碼中，JPL1999
的跟蹤性能最優(yōu)，而TZ/TZB的碼捕獲性能最佳。然而，不管何種測(cè)距碼，若采用傳統(tǒng)偽
碼再生結(jié)構(gòu)，其定時(shí)跟蹤性能與碼序列捕獲性能往往是相互制約的。本文提出一種新的偽
碼再生方法，即在測(cè)距碼捕獲并鎖定之后，用再生后的測(cè)距碼代替鐘碼作為碼跟蹤環(huán)鑒相
器的校正輸入。分析和仿真結(jié)果表明，該方法能在不影響碼捕獲性能的前提下提高環(huán)路的
跟蹤精度。其中TZfTZB測(cè)距碼的環(huán)路抖動(dòng)方差減小約26dB，加上原本優(yōu)異的捕獲性能，
新方法使得此測(cè)距碼具有較好的整體性能。
實(shí)際測(cè)控應(yīng)答機(jī)中存在各種導(dǎo)致偽碼再生性能惡化的諸多因素，論文對(duì)一些重要因素
進(jìn)行研究。對(duì)由于頻率基準(zhǔn)源不穩(wěn)引起的誤差進(jìn)行了分析，結(jié)果表明存在使環(huán)路跟蹤性能
最佳的帶寬點(diǎn)，并且最佳帶寬需要根據(jù)信噪比條件動(dòng)態(tài)設(shè)置。采用正交欠采樣技術(shù)能簡(jiǎn)化
數(shù)字處理，但奇偶分離后的I、Q兩路信號(hào)之間存在著固定相位差。另外，在數(shù)字載波環(huán)
路中采用CORDIC技術(shù)，能大大提高數(shù)字資源利用效率。論文針對(duì)正交欠采樣和CORDIC
實(shí)現(xiàn)的數(shù)字解調(diào)方法，分析解調(diào)對(duì)后續(xù)偽碼跟蹤環(huán)跟蹤性能的影響。結(jié)果表明，在一般的
多普勒條件下，固定相位差對(duì)性能的影響較小，從而不需對(duì)I、Q兩路進(jìn)行相位補(bǔ)償。此
外，詳細(xì)分析了數(shù)據(jù)通道在PCM爪S刃PM和SP一L/PM兩種調(diào)制方式下對(duì)碼跟蹤環(huán)跟蹤性
摘要
能的影響。結(jié)果表明，碼跟蹤環(huán)跟蹤性能的損失與信噪比和信號(hào)干擾比有關(guān)，而信號(hào)干擾
比又同數(shù)據(jù)速率與偽碼速率之比有關(guān)。數(shù)據(jù)通道干擾的影響可能達(dá)到較大的程度，但若選
擇合適的數(shù)據(jù)速率，可使信號(hào)干擾比取很大值，從而大大降低干擾的影響。
為了對(duì)理論分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，論文還從靈活性和可擴(kuò)展性、模塊化、低功耗小型化
等原則出發(fā)，設(shè)計(jì)出基于中頻采樣的數(shù)字域閉合的測(cè)控應(yīng)答機(jī)。測(cè)控應(yīng)答機(jī)實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字
調(diào)制、數(shù)字接收以及再生偽碼測(cè)距等信號(hào)處理功能，解決了多普勒補(bǔ)償?shù)仍趥未a測(cè)距中的
關(guān)鍵問(wèn)題，并以此為基礎(chǔ)建立了星間偽碼測(cè)距系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)偽碼再生性能進(jìn)行了
實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示碼捕獲時(shí)間性能與理論符合;關(guān)于碼跟蹤環(huán)的相位抖動(dòng)方差，在低信噪比
段與信噪比成反比，而在高信噪比段，性能曲線趨于平坦。這是由于在低信噪比段，熱噪
聲其主導(dǎo)作用，而在高信噪比段，數(shù)字實(shí)現(xiàn)和參考源相位噪聲的影響占據(jù)主導(dǎo)，這些都與
理論分析和仿真結(jié)果一致。最后對(duì)整個(gè)偽碼測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)距精度達(dá)到2米左右，
處于預(yù)計(jì)范圍之內(nèi)。
通過(guò)本文工作，對(duì)測(cè)距偽碼的再生性能進(jìn)行了較為深入的研究，并對(duì)數(shù)字測(cè)控應(yīng)答機(jī)
和偽碼測(cè)距系統(tǒng)的一些實(shí)現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行了探討。這些工作對(duì)精密偽碼測(cè)距的工程實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)
優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義，對(duì)今后偽碼測(cè)距技術(shù)的發(fā)展是非常有益的。
關(guān)鍵詞:再生偽碼測(cè)距，偽碼跟蹤環(huán)，跟蹤性能，碼捕獲性能，測(cè)控應(yīng)答機(jī)，正交采樣
摘要，...................................................……，......................................
ABS下RAC下....……，...........................................……，............……、..................
插圖列表.…，....……，.......................................................................……‘..
表格列表.......................................................……，.，.................................
第一章序論....................................................................……，...............
1.1星間測(cè)距技術(shù).....................……，.............................................
1.2高精度星間測(cè)距技術(shù)研究現(xiàn)狀.............................................
1.2.1重力場(chǎng)研究對(duì)測(cè)距精度的要求.........……、.................
1.2.2衛(wèi)星編隊(duì)飛行對(duì)測(cè)距精度的要求二，……，.…，.……，.....
飛.3數(shù)字測(cè)控應(yīng)答機(jī)研究現(xiàn)狀...........···········································
1.3.1數(shù)字化歷程................................................................…
1，3.2測(cè)控應(yīng)答機(jī)數(shù)字化的意義.........................................
1.4再生偽碼測(cè)距技術(shù)研究現(xiàn)狀.................................................
1.4.1再生偽碼測(cè)距......……，……，…‘........................·.··..