跟踪与数据中继卫星星间链路捕获和跟踪仿真分析

发布时间：2025-05-11 01:44

　　跟踪与数据中继卫星系统可以有效地解决中、低轨卫星通信受到地域限制以及卫星间信源信息不能直达到信宿的问题,因此跟踪与数据中继卫星系统自提出以来一直是卫星通信的研究热点。跟踪与数据中继卫星系统通过与中、低轨卫星建立星间链路,或者中继卫星之间建立多跳中继链路,这两个过程中星间链路的建立都需要星间完成信号捕获和跟踪两个过程。星间链路的捕获过程指的是中继卫星按照一定的扫描轨迹对不确定区域进行扫描,当目标星与中继卫星的两者的波束相互覆盖,标志着捕获过程成功;星间链路的跟踪过程是指中继卫星完成对目标卫星的捕获之后双方通过波束精细调整,最终实现波束精确对准,并能实现长时间保持的过程。本文主要对星间链路的捕获和跟踪过程进行了信号特性分析及仿真实现,在研究星间链路的捕获过程时主要对捕获过程的主要影响因素进行建模和仿真分析,并对目标的捕获概率和捕获时间进行了计算;在研究星间链路的跟踪过程时主要分析了角跟踪接收机的信号处理过程,最后通过理论分析和仿真比较了采用不同调制方式情况下对解调结果的影响。首先,论文在概述了中继卫星的研究现状及未来的发展趋势基础上,进一步研究了星间链路的捕获方式和建立流程;通过不同坐标系下...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的背景及意义
    1.2 课题的国内外研究现状
        1.2.1 捕获过程研究现状
        1.2.2 跟踪过程研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及结构安排
第2章 星间链路概述
    2.1 星间链路基础
        2.1.1 中继卫星系统的组成
        2.1.2 星载天线系统
    2.2 星间链路的捕获过程
        2.2.1 中继卫星捕获方式的研究
        2.2.2 星间链路的建立流程
        2.2.3 STK软件与卫星间的运动分析
    2.3 单脉冲单通道天线技术基础
        2.3.1 基于二相调制的单脉冲单通道技术
        2.3.2 基于四相调制的单脉冲单通道技术
    2.4 本章小结
第3章 星间链路的捕获技术研究
    3.1 中继卫星扫描不确定区域的研究
        3.1.1 扫描初始偏置角的确定
        3.1.2 扫描不确定区域的确定
    3.2 中继卫星捕获概率的研究
        3.2.1 捕获不确定区域对目标的覆盖
        3.2.2 扫描波束对捕获不确定区域的覆盖
    3.3 中继卫星扫描方法的研究
        3.3.1 中继卫星扫描方法的对比
        3.3.2 等线速等螺距扫描方法研究
    3.4 中继卫星扫描步长研究
        3.4.1 伸缩因子
        3.4.2 附加重叠因子
    3.5 中继卫星的捕获性能分析
    3.6 本章小结
第4章 星间链路的跟踪技术研究
    4.1 单脉冲角跟踪接收机信号处理
        4.1.1 信号的采样
        4.1.2 载波频偏估计
        4.1.3 单通道信号的Costas环路设计
        4.1.4 角误差解调模块的设计
        4.1.5 移位一点相关算法
        4.1.6 相参积累
    4.2 二相调制系统的仿真
        4.2.1 二相调制系统角误差解调过程
        4.2.2 二相调制系统仿真结果
    4.3 四相调制系统仿真分析
        4.3.1 四相调制系统角误差解调过程
        4.3.2 信标信号四相调制的仿真结果
        4.3.3 BPSK信号四相调制仿真
    4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢



本文编号：4044651