1、 衛(wèi)星定位系統(tǒng)操作規(guī)范I 目錄1.范圍 .12.符號(hào)和縮略語(yǔ).13.術(shù)語(yǔ)和定義.13.1目標(biāo)信號(hào).13.2主星.13.3鄰星.13.4衛(wèi)星星歷.13.5雙星定位.13.6參考信號(hào).13.7到達(dá)時(shí)差.13.8到達(dá)頻差.13.9地理信息系統(tǒng)軟件.24.衛(wèi)星定位系統(tǒng)操作流程和規(guī)范.24.1定位處理流程.24.2衛(wèi)星定位系統(tǒng)操作規(guī)范.35.定位參數(shù)可信度判定.45.1 FO參數(shù)可信度判定.45.2到達(dá)時(shí)差和到達(dá)頻差參數(shù)可信度判定.4附錄 A .5II 1.范圍衛(wèi)星定位系統(tǒng)操作規(guī)范只適用于基于雙星定位原理的定位系統(tǒng)。2.符號(hào)和縮略語(yǔ)FO兩顆衛(wèi)星本振頻率漂移引入的頻率差Frequency OffsetTD

2、OAFDOACW到達(dá)時(shí)差Time Difference of ArrivalFrequency Difference of ArrivalContinuous Wave到達(dá)頻差正弦波做載波的連續(xù)波信號(hào)信噪比SNRSignal to Noise Ratio3.術(shù)語(yǔ)和定義3.1目標(biāo)信號(hào)衛(wèi)星上待測(cè)定其上行站地理位置的信號(hào)。3.2主星目標(biāo)信號(hào)所在的衛(wèi)星。3.3鄰星滿足定位條件與主星相鄰的衛(wèi)星。3.4衛(wèi)星星歷又稱為兩行軌道數(shù)據(jù)，由美國(guó) celestrak發(fā)明創(chuàng)立，是用于描述太空飛行體位置和速度的表達(dá)式。3.5雙星定位通過(guò)接收分別由受干擾衛(wèi)星(主星)和相鄰衛(wèi)星(鄰星)轉(zhuǎn)發(fā)的干擾信號(hào)，計(jì)算到達(dá)接收端的時(shí)間差

3、和頻率差，實(shí)現(xiàn)上行站地理位置定位的技術(shù)。3.6參考信號(hào)為雙星定位系統(tǒng)提供校準(zhǔn)的信號(hào)，參考信號(hào)通常要有精確的地理位置。3.7到達(dá)時(shí)差被測(cè)信號(hào)經(jīng)由主星和鄰星分別轉(zhuǎn)發(fā)，到達(dá)接收端所產(chǎn)生的時(shí)間差。3.8到達(dá)頻差由于主星和鄰星的相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的頻率差。1 3.9地理信息系統(tǒng)軟件通過(guò)提供經(jīng)緯度給出實(shí)際物理地理信息的系統(tǒng)。4.衛(wèi)星定位系統(tǒng)操作流程和規(guī)范4.1定位處理流程定位系統(tǒng)操作的流程如圖1所示:定位準(zhǔn)備選擇鄰星添加星歷選擇參考信號(hào)否定位參數(shù)預(yù)估否目標(biāo)信號(hào)是參考信號(hào)是相關(guān)計(jì)算計(jì)算定位結(jié)果2 圖1定位系統(tǒng)操作流程如果目標(biāo)信號(hào)參數(shù)估計(jì)不成功返回到鄰星選擇。如果參考信號(hào)估計(jì)不成功返回到選擇參考信號(hào)。4.2衛(wèi)星定

4、位系統(tǒng)操作規(guī)范4.2.1定位準(zhǔn)備建立目標(biāo)信號(hào)定位案例，完成定位準(zhǔn)備工作。包括設(shè)置目標(biāo)衛(wèi)星(主星)，目標(biāo)信號(hào)頻段，設(shè)置接收天線，極化等工作。其中定位案例命名應(yīng)該包含如下內(nèi)容：a)b)c)d)建立案例時(shí)間；主星名稱；鄰星名稱；目標(biāo)信號(hào)頻點(diǎn)和極化。4.2.2選擇鄰星鄰星選擇應(yīng)滿足如下要求：a)b)c)鄰星與主星有相同的覆蓋；主星與鄰星的上行極化方式必須一致；鄰星在該頻點(diǎn)有轉(zhuǎn)發(fā)器且開啟、且不位于轉(zhuǎn)發(fā)器的保護(hù)帶上。鄰星選擇宜滿足如下要求：對(duì)于 C波段鄰星經(jīng)度差優(yōu)先選擇 10以內(nèi)鄰星，Ku波段干擾選擇的鄰星經(jīng)度差優(yōu)先選擇 5以內(nèi)鄰星。4.2.3添加星歷星歷信息應(yīng)以Norad提供的星歷信息為準(zhǔn)，也可以通過(guò)其

5、他測(cè)量系統(tǒng)提供。4.2.4選擇參考信號(hào)參考信號(hào)選擇應(yīng)滿足如下要求：a)b)c)參考信號(hào)應(yīng)有精確的位置信息；如果自行發(fā)射參考信號(hào)，參考信號(hào)的極化和頻點(diǎn)不得干擾正常的衛(wèi)星業(yè)務(wù)；參考信號(hào)應(yīng)能夠獲得到達(dá)時(shí)差和到達(dá)頻差。4.2.5定位參數(shù)預(yù)估計(jì)定位參數(shù)預(yù)估計(jì)是指對(duì)目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算可行性估計(jì)。具體要求如下：a)對(duì)于需要提前得到 FO參數(shù)的定位系統(tǒng)，定位參數(shù)預(yù)估計(jì)可先得到 FO參數(shù)值，再進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)參數(shù)預(yù)估計(jì)算，驗(yàn)證是否可以獲得達(dá)到時(shí)差和達(dá)到頻差測(cè)量值；b)對(duì)于不需要提前得到 FO參數(shù)的定位系統(tǒng)，定位參數(shù)預(yù)估計(jì)可直接進(jìn)行目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)參數(shù)預(yù)估計(jì)，驗(yàn)證是否可以獲得達(dá)到時(shí)差和達(dá)到頻差

6、測(cè)量值；c)對(duì)于 CW目標(biāo)信號(hào)定位參數(shù)估計(jì)，應(yīng)采用 CW信號(hào)的到達(dá)頻差來(lái)測(cè)定，而不應(yīng)采用到達(dá)時(shí)差?？梢愿鶕?jù)不同時(shí)刻多次測(cè)量，以到達(dá)頻差最大曲線角度為原則為判斷結(jié)果；d)e)對(duì)于間斷性干擾信號(hào)參數(shù)預(yù)估計(jì)，建議間斷干擾信號(hào)需要在不定時(shí)段內(nèi)完成參數(shù)預(yù)估計(jì)；對(duì)于同頻隱性目標(biāo)信號(hào)的參數(shù)預(yù)估計(jì)，建議利用兩種方法測(cè)定目標(biāo)信號(hào)，一種利用定位系統(tǒng)大載波抵消功能實(shí)現(xiàn)，一種利用手工避開大載波達(dá)到時(shí)差曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)；f)對(duì)于掃頻目標(biāo)信號(hào)參數(shù)預(yù)估計(jì)，建議在預(yù)估計(jì)前確定信號(hào)中心頻點(diǎn)位置，保證每次測(cè)量處理增益一致；g)對(duì)于目標(biāo)信號(hào)對(duì)應(yīng)鄰星的大載波，建議利用兩種方法測(cè)定目標(biāo)信號(hào)，一種利用定位系統(tǒng)大載波抵消功能實(shí)現(xiàn)，一種利用手工避

7、開大載波達(dá)到時(shí)差曲線實(shí)現(xiàn)。3 4.2.6目標(biāo)信號(hào)和參考信號(hào)相關(guān)計(jì)算建議進(jìn)行多次測(cè)量以消除誤差，提高定位精度。4.2.7計(jì)算定位結(jié)果計(jì)算得到目標(biāo)信號(hào)地理位置信息，宜給出誤差橢圓，其中包括橢圓經(jīng)緯度坐標(biāo)、半長(zhǎng)軸、半短軸系數(shù)。宜在地理信息系統(tǒng)軟件上進(jìn)行顯示，并填寫衛(wèi)星定位記錄表（見附錄 A表 A.1）。5.定位參數(shù)可信度判定5.1 FO參數(shù)可信度判定FO搜索結(jié)束后，宜進(jìn)行 FO可信度判別，判別時(shí)可參考如下判別條件：FO參數(shù)計(jì)算正確后，計(jì)算得到的到達(dá)時(shí)差和到達(dá)頻差應(yīng)滿足相關(guān)的 SNR高于 20；FO參數(shù)計(jì)算正確后，計(jì)算得到的達(dá)到時(shí)差線應(yīng)該經(jīng)過(guò)參考信號(hào)的地理位置；FO參數(shù)計(jì)算正確后，如果是 20Hz，應(yīng)懷疑為假值，需再次判別。5.2到達(dá)時(shí)差和到達(dá)頻差參數(shù)可信度判定到達(dá)時(shí)差和到達(dá)頻差搜索結(jié)束后，宜進(jìn)行到達(dá)時(shí)差和達(dá)到頻差可信度判別，判別時(shí)可參考如下判別條件：相關(guān)信噪比達(dá)到 20dB以上。SNR在低于 20db且在 13-14dB以上時(shí)可認(rèn)為比較可信，但需要結(jié)合相關(guān)圖判斷相關(guān)峰是否唯一且突出；相關(guān)信噪比達(dá)到 20dB以下，連續(xù)多次測(cè)量的數(shù)據(jù)具有較好的一致性，且兩次連續(xù)測(cè)量結(jié)果之間的差值應(yīng)較??；連續(xù)多次測(cè)量的數(shù)據(jù)具有較好的一致性，且兩次連續(xù)測(cè)量結(jié)果之間的差值應(yīng)較?。蝗魹橐阎獏⒖夹盘?hào)，則到達(dá)時(shí)差測(cè)量值對(duì)應(yīng)位置應(yīng)與參考源實(shí)際位置比較接近，否則不應(yīng)其參加定位結(jié)果計(jì)算。4 附