向技术极限挑战深空测控通信的目标

在分析深空探测特点的基础上,介绍了为对“无限的”深空进行测控通信所采用的几项“极限技术”和多项“前沿技术”,它们不但是处于测控通信领域的前沿,而且很多技术也是信息领域的前沿技术。     

深空测控体系结构与技术发展

深空探测是国家综合实力的象征,集中体现了航天领域的发展方向和高精尖技术。 测控通信系统是深空探测器信息保障的核心,如何适应深空飞行平台的应用是航天测控发展 的重要课题。辨析了深空测控的一些基本概念,分析了其特点和需求,总结了深空测控的体 系结构、标准化建设方面的进展,提出了未来20年深空测控应重点发展的方向。     

基于遥测信号的测距技术及其发展趋势

基于遥测信号的测距技术可以有效解决深空测距下行链路同时传输遥测、测距信号时出现的遥测数据传输速率受限、频谱带宽增加等问题,应用前景广阔。介绍了基于遥测信号的测距技术发展历程,重点总结了其中的关键技术,包括上行测距码的选择、遥测帧的设计和传输、PN码相位估计算法,最后探讨了其发展趋势。基于遥测信号的测距技术适应未来深空测距的发展需求,是深空测距的重要发展方向之一。     

航天扩频测控通信系统中伪码测距方法及精度分析

介绍了扩频测控通信系统中相参伪码测距与非相参伪码测距工作原理，证明在确保星地距离数据采样时刻严格对齐的情况下，两种体制的测距系统误差大小相同，同时给出了伪码测距误差的分析方法。     

深空微波高精度测距测速技术

后续深空探测任务要求微波测量精度提高至少一个数量级。在此背景下,首先分析了目前我国深空测控系统无线电测距、测速现状,给出了主要误差源分解以及精度提升具体措施。针对行星间等离子体附加的测量误差,提出了多频链路消除行星间等离子体的具体方案。理论推导表明多频链路的设计使得无线电观测量基本上不受角距的影响。针对目前米级的设备校零残差提出了设备零值在线校正技术,以满足分米测距精度要求。     

统一扩频测控体制的初步探讨

分析了我国航天测控面临的新问题、新要求和现行航天测控体制的局限性，对新的统一伪码扩频测控体制进行了初步的描述和设计。     

一种应用于深空通信的微弱信号捕获算法

针对低信噪比、高动态条件下深空测控通信信号捕获概率低以及复杂度较高的问题,首先分析了深空测控通信信号捕获的难点以及信号循环平稳特性,然后在此基础上提出了一种基于循环相关的新算法。计算机仿真结果证明新算法捕获门限达24 dBHz,适应频率动态达800 Hz/s;新算法较传统的捕获算法,在相同门限条件下的频率动态适应范围提升了约两个数量级。该方法已被应用于我国第一个深空测控站的建设,工作性能稳定可靠,有效地解决了低信噪比下深空站抑制载波信号的捕获问题。     

一种利用混沌同步的测控系统测距方法

当前测控系统普遍采用的伪码测距体制中存在距离模糊问题和同步捕获问题,并且两者的性能要求是矛盾的。利用混沌信号的非周期、自同步和良好自相关特性,提出了将连续混沌信号作为测距信号应用于航天测控系统的方法,分析了该体制的工程应用可行性,并进行了仿真试验,给出了改进相关性能的方法。混沌测距方法相对于伪码测距的优势在于,混沌的同步特性能够自动实现测距信号的同步,省略了测距信号的捕获过程;混沌的非周期性消除了距离模糊。连续混沌信号在测控系统中的应用是可行且有优势的。     

深空系统低信噪比任意信号角跟踪接收机

介绍了一种适用于深空测控通信系统的角跟踪接收机,针对低信噪比系统设计,能够适应各种输入信号形式:残留载波信号、数传信号、甚至白噪声,有利于在深空跟踪系统中采用射电星校相,具有工程实用价值.     

一种基于再生伪码测距的遥测信号测距方法

为了简化深空探测器无线测量系统设计,解决下行系统受功率、带宽等因素限制遥测信号和测距信号权衡设计问题,在再生伪码测距技术的基础上,提出了一种基于遥测信号测距的新方法,以遥测数据符号代替测距伪码的功能,利用地面跟踪环路对遥测信号的跟踪测量实现下行测距,减少了独立的下行测距信号。分析和仿真结果表明：新方法简化了下行信号形式,降低了系统实现复杂度,在遥测码速率为100 kbit/s左右时,随机测距误差优于传统再生伪码测距模式,且随着遥测码速率的增加测距精度进一步改善。     

船载测量雷达稳定回路作用分析

分析了船载测量雷达陀螺稳定回路的作用机理，以及稳定回路作用前后雷达跟踪稳定性。用Matlab对稳定回路作用前后跟踪回路进行了仿真，对分系统误差分量和随机误差分量进行了跟踪精度分析，并通过两次测量任务数据处理结果的比较，证明船摇较小时，加入稳定回路会造成跟踪精度的降低。     

TT＆C站的距离零值标校及其误差分析

本文对采用上行调频、下行调相、多侧音测距体制的TT＆C站的距离零值标校方法、标校设备进行了讨论,并对标校误差进行了分析。     

航天测控技术的过去,现在和未来

本文综述了航天测控体制的三个发展阶段－分离测控系统阶段、统一载波测控系统阶段、天基测控系统（ＴＤＲＳＳ和全球定位系统（ＧＰＳ））的阶段。并对近代测控系统的新应用进行了介绍,如载人航天、小卫星测控、巡航导弹测控以及深空跟踪测控。最后概述了航天测控的发展方向。     

深空通信中基于FFT的高动态扩频信号的捕获

在深空通信中，航天器的高动态性使扩频信号引入了高Doppler频移，给捕获造成了巨大困难。针对如此之大的Doppler频移，提出了一种新的捕获方案，即基于FFT算法实现对Doppler频移进行一定程度的补偿，将沿码相位一Doppler频率的二维搜索简化为沿码相位的一维搜索；重点分析了深空通信环境中高速长PN码的捕获性能。理论分析和仿真结果表明，该方法大大缩短了捕获时间，是一种性能优良的伪码捕获方法。     

深空网上行发射天线组阵技术分析

上行发射组阵可为航天任务提供高效费比服务,并且具有灵活、可靠、规模可辨以及可扩展等优点.给出了上行发射阵列的系统概念与设计,讨论了其中的关键技术,提出了未来的发展方向与建议.     

提高侧音测距系统无模糊距离的方法

侧音测距系统的最大无模糊距离受到侧音信号最低频率的限制.为此,分析了产生低频侧音的难点,以及使用低频侧音所带来的互相干扰、带宽增大、设备量增加等问题,提出了具体的解决方法,有效地提高了侧音测距系统的最大无模糊距离.     

扩频信号通过非线性系统信噪比恶化分析

本文分析了扩频信号通过平方律检波器和四次律检波器后信噪比的恶化程度,文中使用直接分析法分析平方律检波器,使用转移函数法分析四次律检波器,并且利用工程中实测得的数据与理论值进行比较。根据分析得到的结论为工程中更好地实现各次检波器提供了依据,且通过分析平方律和四次律检波器得出适于高次(偶次)律检波器的结论。