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《北京理工大学》 2016年
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空间激光测控系统的测距技术研究

杨少博  
【摘要】:随着卫星移动导航测距和空间光通信技术的发展,使得激光测控日益受到关注。激光通信具有通信容量大、保密性强的特点,同时具有良好的抗干扰特性。随着导航测距技术对低信噪比和高动态条件的要求越来越高,使得空间激光测控技术的应用价值越来越大。本文针对空间测控系统的测距及时间同步技术进行研究。论文对典型的三种测距算法:同步转发、码元计数、异步应答的原理进行分析与归纳,并总结了各自的优缺点;对系统内部的相对时间同步技术进行研究,通过系统内部时延补偿、测距帧帧同步数据时间坐标高精度测量和时钟频差及相差的测量实现具体的时间同步;在此基础上,根据激光测控系统的技术指标要求,给出了激光测距及时间同步的具体实现方案;并进行了软硬件实现。通过系统的仿真和硬件测试表明:本文的设计方案及实现的软硬件系统能够满足激光测控系统的设计指标要求。
【关键词】:激光测距 时间同步 高动态
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN249
【目录】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-8
  • 第一章 绪论8-13
  • 1.1 论文研究目的和意义8
  • 1.2 国内外研究现状及发展趋势8-10
  • 1.2.1 激光测距技术国内外发展现状8-9
  • 1.2.2 时间同步技术国内外发展现状9-10
  • 1.3 主要研究工作及内容安排10-13
  • 第二章 应用于激光测控系统的测距技术的分析13-23
  • 2.1 扩频测距原理13
  • 2.2 典型测距工作模式分析13-22
  • 2.2.1 同步转发测距算法13-15
  • 2.2.2 码元计数测距算法15-19
  • 2.2.3 异步应答测距算法19-22
  • 2.3 本章小结22-23
  • 第三章 接收机的基带信号处理方案设计23-58
  • 3.1 测控接收机的基带数字信号处理23-26
  • 3.1.1 信号的捕获23-24
  • 3.1.2 信号的跟踪原理24-26
  • 3.2 信号处理算法实现方案26-57
  • 3.2.1 捕获算法方案27-43
  • 3.2.2 同步算法方案43-56
  • 3.2.3 信号处理算法设计总结56-57
  • 3.3 本章小结57-58
  • 第四章 测控接收机的时间同步技术的研究58-66
  • 4.1 时间同步技术的工作原理58-61
  • 4.1.1 系统内时间系统建立58-59
  • 4.1.2 基于本地时间系统的时间精确测量原理59-61
  • 4.2 高精度时延测量技术61-65
  • 4.2.1 系统内部时延补偿61-62
  • 4.2.2 测距帧帧同步数据时间坐标高精度测量62-64
  • 4.2.3 时钟频差和相差测量64-65
  • 4.3 本章小结65-66
  • 第五章 激光测距系统的具体实现方案66-77
  • 5.1 测距实现方案66-68
  • 5.2 硬件测试结果68-76
  • 5.2.1 环路锁定情况68-70
  • 5.2.2 自发自收测试结果70-72
  • 5.2.3 同源时钟互发测试结果72-75
  • 5.2.4 非同源时钟发测试结果75-76
  • 5.3 本章小结76-77
  • 第六章 结论77-79
  • 6.1 总结77
  • 6.2 展望77-79
  • 参考文献79-82
  • 攻读学位期间发表论文与研究成果清单82-83
  • 致谢83

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