基于Ka链路的星地双向时间同步新算法
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黑龙江哈尔滨市省实验中学2025届语文高三第一学期期末质量检测试题注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
1.阅读下面的文字,完成下面小题。
遗言杨蕾村长突然倒地,躺在饭桌底下一阵抽搐,紧抓女人的手,嘴里喊了两声:纲!纲!便永远闭上了双眼。
陶瓦村的人们听说了这事,老榕树下站着黑压压的一片人,人人为之唏嘘。
人们帮村长的儿子纲把村长隆重安葬了,就埋在陶瓦河边。
陶瓦河边多了一座坟茔,陶瓦村的人们也多了一份心事。
大伙聚在一起,目光齐刷刷地拉远,望着那座坟茔一眼,再慢慢收回,投影一样放大到各自的脸,好像要在人的脸上找到什么答案,都想开口说什么或问什么,最终没人吭声。
看着看着,就散了。
三天前,温州香料商开着几部加长车来到陶瓦村收购八角,价钱可喜。
大伙手上有了钱,有人提议把建桥的集资款交了,村长负责收款文书负责记账。
村长办事喜欢趁热打铁,因此也就爽快地同意了。
村长站在大榕树下的石桌上,兴奋地宣布:“今天收到集资款总共二十三万七千七百元。
村会计去成都参加儿子的婚礼,明天回到了我马上把钱款交给他,由他拿到银行存进村委对公账号。
有了这笔钱,再加上地方财政的扶持项目,大家放心,明年我们一定能告别渡船过河的历史!”大伙听了个个眉开眼笑。
陶瓦村的田地大部分都在陶瓦河对年,一艘机动船是主要交通工具,那种劳作的艰辛,只有陶瓦人自己知道。
可是,村会计没有按时回村,打个电话说难得出远门一趟,想逗留一段时日,去看看汶川地震遗址。
二十多万的建桥集资款还在村长的手里,不,是在村长家里!陶瓦村的人心照不宣。
村长的儿子纲在南宁开出租车,喜赌,欠债几十万。
陶瓦村的人也心照不宣。
陶瓦村的人静默了几天,终于着急了。
卫星双向时间传递中的卫星运动误差研究任艳阳;周必磊;方宝东;尤伟【摘要】对转发卫星运动引入误差进行了研究.推导了卫星双向时间传递中的卫星运动误差模型,用两行轨道根数(TLE)对目前在轨的多颗地球同步轨道卫星(GEO)的运动进行计算.仿真结果显示:GEO卫星的受摄运动导致的卫星运动误差达数百皮秒,卫星运动规律呈现周日特性,导致1d中不同时刻进行的卫星双向时间传递操作产生不同大小的卫星运动误差.【期刊名称】《上海航天》【年(卷),期】2013(030)006【总页数】5页(P57-61)【关键词】卫星运动误差;卫星双向时间传递;两行轨道根数【作者】任艳阳;周必磊;方宝东;尤伟【作者单位】北京理工大学信息与电子学院,北京 100081;上海卫星工程研究所,上海 200240;上海卫星工程研究所,上海 200240;上海卫星工程研究所,上海 200240【正文语种】中文【中图分类】V448.20 引言现代卫星导航系统基于到达时间(TOA)测量原理,卫星导航系统基于高性能原子钟的时频系统,为导航信号生成、电文注入等操作提供高精度的时间基准,但导航卫星、地面监测站、主控站间时间参考的不一致在这些操作中引入误差。
因此,通过时间同步技术统一导航卫星、地面监测站及主控站的时间参考,形成并维持卫星导航系统的高精度系统时间。
基于当前卫星导航系统的架构,系统时间同步主要采用为站间时间传递和星地时间传递技术。
站间时间传递通过地面站间远距离时间比对实现各监测站站间及监测站与主控站间的时钟同步。
我国自主卫星导航系统使用卫星双向时间传递(TWSTFT)作为主要的站间时间传递手段。
该技术误差主要来自双向信号传播路径的不对称[1]。
转发卫星的运动是造成不对称的因素之一。
国内外对卫星运动误差开展研究,其中以我国陕西天文台与日本NICT站联合开展的试验研究最具代表性[2-3]。
通过试验,发现因GEO卫星的受摄运动,时间传递数据呈现出周期约为24h的周日变化,但尚未提出卫星运动误差的数学模型[3]。
RESEARCH AND VERIFICATION OF THE KEY TECHNOLOGY OF TIME AND FREQUENCY SYNCHRONIZATION OF SATELLITE TT&C LINKA Master Thesis Submitted toUniversity of Electronic Science and Technology of ChinaMajor:Communication and Information SystemsAuthor: Bowen WangAdvisor: Professor Youxi TangSchool: National Key Laboratory of Science andTechnology on Communications摘要摘要建立完备的星地测控网络是各国大力发展航空航天工业的重要原因之一,不论是导航定位系统,或是气象遥感系统,均属于星地测控网络的范畴。
凭借出色抗干扰能力,直接序列扩频一直以来都是星地测控链路通信方式的首选。
作为完成预定测控功能的前提,实现扩频信号的时频同步非常关键。
然而,特殊的通信环境和外部条件给接收信号带来两方面的影响:过长的通信距离与恶劣的信道使得接收信号功率大幅衰减,信噪比极低;卫星的高动态特性使接收信号的多普勒效应加剧。
若不对接收信号进行精确的时频同步,整个测控业务将面临失败。
为此,论文针对采用直接序列扩频的星地测控链路的时频同步关键技术展开研究,主要包括:一、针对链路5s的捕获时间要求以及最高达 150kHz的多普勒频偏,调研伪码捕获的三种方法,选择基于FFT的伪码快速捕获与多普勒频偏一维搜索相结合,差分相干积分45次提高信噪比。
通过对接收信号先频偏预补偿,然后进行一次FFT 运算与一次IFFT运算并差分相干积分45次后判决,在4.515s内完成伪码捕获。
二、针对伪码相位抖动,根据经典的伪码跟踪环路提出一种5路并行的伪码跟踪环路设计方案。
超高精度时间频率同步及其应用摘要:文章介绍了时间频率同步的主要概念及方法。
重点介绍了在清华大学与中国计量科学研究院之间往返80 km的商用光纤链路上进行时间频率传输与同步的方案,实验得到7x10-15/s,5x10-19/天的频率传输稳定度和50 fs的时间同步稳定度。
针对不同网络结构,文章作者提出了多种光纤同步方案,并着重介绍了时间频率同步在科学研究领域中的一些重要应用。
一、引言时间,这是最早被人类意识到的同时也是最神秘的一个基本物理量。
从古时代人们的日出而作,日落而息,到地心说和日心说,再到相对论和宇宙大爆炸理论,人类从未停止过对时间本质与起源的探求。
另一方面,如何不断地提高“时间”这一基本物理量的测量精度,也一直是人类不懈追求的重要目标之一。
早在18世纪,为争夺海上霸权,解决远距离航海定位(经度)的难题,欧洲各国都在积极寻找海上精确守时的办法。
最终,一位英国钟表匠约翰•哈里森(John Harrison)发明了航海钟,首次使钟摆的摆动频率摆脱了重力影响,大大提高了航海过程中的时间测量精度,从而使安全的长距离海上航行成为可能o}。
在一定程度上,这也是日后英国成为“日不落帝国”的根本原因所在。
在此之后,随着现代高精度原子钟的快速发展,时间测量的精度已经遥遥领先于其他物理量的测量精度,时间因而成为测量精度最高的基本单位。
1967年,国际度量衡大会通过了新的国际单位制原子秒的定义—位于海平面上的铯(1133Cs)原子基态的两个超精细能级在零磁场中跃迁振荡9192631770周期所持续的时间为1秒(定义中的艳原子在温度为OK时必须是静止的),这标志着时频计量由天文基准过度到量子基准。
极高的测量精度和可直接传递的特性也使时频计量成为其他计量向量子基准转化的先导;1983年,国际计量大会(CGPM)会议重新定义长度计量单位“米”为光在真空中1/299792458秒所传播的距离。
长度和时间的这种密切关系已被广泛应用于卫星定位系统,例如全球定位系统(GPS)以及我国的北斗系统。
I G I T C W导航 天地GNSS World12DIGITCW2024.040 引言无源定位是辐射源信息获取中重要的一方面[1-3]。
常用的定位方法适用于不同的平台数量,但通常平台样式较为单一,容易受到影响,目前缺乏有效的跨平台协同定位方法。
地球同步轨道(GEO )卫星与地球相对静止,对地观测范围大,能够全天时、全天候工作,具有较强的信号接收能力,并能够对信号进行透明转发。
将其与常规机动平台相结合,能够对辐射源进行高效定位。
本文在测向时差定位算法基础上[4-6],利用GEO 卫星和机动平台相互配合,提出星地协同测向时差定位算法。
传统双星或三星平台定位中需要主邻星波束同时覆盖目标,该算法避免了寻找匹配邻星的问题,且无需高程辅助信息就能对目标进行三维定位[7-10]。
1 算法原理1.1 定位模型星地协同测向时差定位系统由一个侦收主站和一个GEO 卫星构成。
一方面,主站可测得辐射源到主站的方位角和俯仰角;另一方面,主站分别接收辐射源直达信号和经卫星透明转发的信号,并计算得到时间差,由此可计算出距离差。
从几何意义上说,求解空间目标位置的过程即是求解3个曲面(由确定的射平面、由确定的圆锥面以及由确定的双曲面)交点的过程。
假设主站、G E O 卫星的空间位置分别为:、,目标的空间位置为。
目标到主站和GEO 卫星的基线长度分别为(),GEO 卫星到主站的距离为。
几何关系如图1所示。
根据以上观测量,可以得到一个三元二次方程组:1)基于EKF的星地协同测向时差定位算法王 哲(中国电子科技集团公司第五十四研究所,河北 石家庄 050081)摘要:针对无源定位协同化需求,文章提出一种利用到达角、到达时间差的星地协同定位方法,分别研究其定位原理,建立数学定位模型,给出解算方法以及定位精度的表达式,推导基于测向时差参数的扩展卡尔曼滤波(EKF)算法。
仿真结果表明该方法能够达到较高的定位精度;此外,该定位模型仅需单星,避免了传统星载平台定位需要寻找匹配邻星的问题,与机动平台配合,可对辐射源进行快速高效定位,具备一定的工程应用价值。
卫星通信系统双向链路建设方案研究一、引言随着信息通信技术的不断发展,卫星通信已成为现代通信领域不可或缺的一部分。
和单向卫星通信不同,双向卫星通信可以实现双向数据传输,为人们的通信带来了更高的效率和更广泛的应用前景。
然而,双向卫星通信系统的建设方案具有复杂性和昂贵性,为此需要对其进行深入的研究和分析,才能制定出最为合理的建设方案。
本文的主要目的是探讨卫星通信系统双向链路建设方案,包括系统原理、问题研究及解决方案等方面,旨在构建一套完整的可行性方案,为相关公司和机构在实际建设方面提供参考和借鉴。
二、双向链路系统原理双向卫星通信系统主要由地面终端、卫星和地面站三部分组成。
地面终端一般分为网络控制中心和用户终端,其中网络控制中心负责卫星的控制和管理,用户终端则负责与网络控制中心和其他用户之间的数据传输。
卫星作为中间节点,负责收集并转发用户终端传来的数据,由地面站进行信号的接收和解码。
在双向卫星通信系统中,地面站的发送和接收能力是其中的重要部分,一般采用数字信号处理技术实现。
地面站通过发送调制信号将信息载入射频信号进行传输,卫星接收到信号后进行切换,然后再发送给目标地面站,目标地面站再接收信号并进行解调还原信息。
三、问题研究双向卫星通信系统的建设面临着多种挑战,需要解决以下几个主要问题。
1.天气影响问题卫星通信在大型风暴、雷电、暴雨等天气恶劣的环境下可能会遇到信号丢失、信噪比降低等问题,这会影响通信的稳定性和可靠性。
双向卫星通信系统需要设计有效的信道编码和纠错技术,以减少信号失真率,提高信号的抗干扰能力。
2.频段分配问题卫星通信系统频段严重受限,而且不同国家有不同的频谱规划,因此需要在频段资源紧张的情况下合理分配频率资源,避免不必要的重叠和干扰。
3.通信安全问题双向卫星通信系统传输的信息通常都是重要和机密的,所以通信的保密性和安全性至关重要。
在设计系统时,需要采用高强度的加密技术和密码学算法,保护数据在传输和存储过程中的安全性和完整性。
Ka频段卫星通信链路计算摘要:从卫星通信天线原理着手,通过信号传输路径分析,计算卫星通信上下行链路C/T。
关键词:卫星通信天线原理链路计算引言:卫星通信就是利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波,从而实现两个或多个地球站之间的通信。
卫星通信能很好地满足互联网宽带接入、应急通信及远程教育等领域的宽带多媒体业务通信需求,具有广阔的市场前景。
一、卫星通信天线组成及原理1、天线射频系统组成天线射频系统主要由天线分系统、LNA(低噪声放大器)分系统、TWTA(行波管功率放大器)分系统、BDC(下变频器)分系统和BUC(上变频功率放大器)分系统组成。
图1-1 系统组成框图2、天线原理天线分机在伺服控制分机的控制下保证高精度指向目标卫星,接收卫星下行信号,发射上行信号。
天线的作用就是用来发射和接收电磁波能量。
当天线工作在发射状态时,高功放输出的信号经馈线系统传输到频谱复用网络,由网络进入馈源喇叭,由喇叭向副反射面发射,经副面一次反射和主面二次反射后形成平行波束向空中目标发射,当空中目标为卫星时,则天线向卫星发射能量,天线的轴线方向就是电磁波发射方向。
同理,当天线工作在接收状态时,从卫星发射的信号能量经天线主面和副面的二次反射后汇集到馈源的焦点处,被馈源喇叭接收并经过频谱复用网络传输到低噪声放大器(LNA),这样从卫星发射的被天线主面所截获的所有电磁波能量均被接收下来,并全部传输给LNA。
二、链路计算1、天线增益天线增益计算公式为:其中η为天线总效率,其计算公式是:η=η1η2η3η4η5η6η7η8η9式中:η1——天线口面照射效率η2——副面截获效率η3——主面漏失及绕射效率η4——表面公差效率η5——馈源系统插损效率η6——交叉极化效率η7——支杆遮挡效率η8——反射损耗效率η——天线效率总。
表2-1 天线效益估算表2、地面站性能指数G/T值G/T值是反映地面站接收系统的一项重要技术性能指标。
其中G为接收天线增益,T为接收系统噪声性能的等效噪声温度。