论文部分内容阅读
随着我国航天事业的蓬勃发展,在轨卫星数量不断增多,对卫星测控的精度和协作性要求大幅提高,现有的统一微波测控体制逐渐显现出局限性。统一扩频测控体制因为其良好的抗干扰性、隐蔽性、低截获性、可多址复用和任意选址等优点,已经成为未来航天测控的发展趋势。本文以此为背景,对统一扩频测控体制中捕获技术展开研究,着重分析了基于FPGA的并行滑动相关捕获算法,提出了对高动态微弱扩频信号进行捕获的完整解决方案。本文的主要研究内容包括:1.研究了统一扩频测控体制的原理。基于扩频技术的基本理论,推导了统一扩频测控体制非相干模式下距离、速度、频差、时差测量的求解方法。2.比较了三种典型的捕获方法,指出并行的滑动相关捕获算法能够满足高动态微弱扩频信号的捕获要求。算法方案中采用32条并行支路,积分时间为0.8ms,将归一化门限定为Rg′= 16.8时,推导出捕获概率和虚警概率分别为0.992和0.0002。3.研究了并行捕获方案在FPGA平台上的实现,从而完成了统一扩频测控体制中关键部分——扩频应答机基带部分的设计,通过ISE、Chipscope等专门的编译、仿真软件,对设计进行了验证和优化。4.利用实验室测试设备,对设计进行了测试验证,并对得到的数据进行了分析和说明。分析和实验表明,所设计的程序最长捕获时间不超过6s,捕获概率大于0.9,虚警概率小于0.001,捕获灵敏度为-125dBmW。