北斗系統 | “上/下行”鏈路功能及信號體制

2019-06-11 來源:雷達通信電子戰 我要評論(0) 字號:

2018年9月19日,我國成功發射第37、38顆北斗導航衛星,兩顆衛星均屬于中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第13、14顆組網衛星。

10月15日,我國成功發射第三十九、四十顆北斗導航衛星,這兩顆衛星屬于中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十五、十六顆組網衛星。

11月1日,北斗三號系統首顆地球靜止軌道衛星被送入地球高軌,也是第十七顆北斗三號全球組網衛星。該衛星將提供短報文服務(RDSS),容量提升10倍,就是說可以讓大量用戶方便使用,用戶終端接收機功率降低10倍,可以讓用戶手持終端更加便攜、更加小型化。

11月19日,我國成功發射第四十二、四十三顆北斗導航衛星,這兩顆衛星屬于中圓地球軌道衛星,是我國北斗三號系統第十八、十九顆組網衛星。

2009年,“北斗三號”工程正式啟動,并按照最簡系統、基本系統、全球系統三步實施組網。2017年11月,北斗三號組網衛星首次發射;2018年3月底,完成了由8顆北斗導航衛星組成的最簡系統星座部署。年底,由19顆北斗導航衛星組成的基本系統將開通運行。

后續計劃,2019年至2020年,將發射6顆北斗三號MEO衛星、3顆北斗三號IGSO衛星和2顆北斗三號GEO衛星,2020年服務范圍覆蓋全球,2035年前還將建設更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時空體系。

以下是介紹北斗系統上/下行鏈路的功能以及信號體制。

北斗三號基本空間星座由3顆GEO衛星、3顆IGSO衛星和24顆MEO衛星組成,并視情部署在軌備份衛星。GEO衛星軌道高度35786千米,分別定點于東經80度、110.5度和140度;IGSO衛星軌道高度35786千米,軌道傾角55度;MEO衛星軌道高度21528千米,軌道傾角55度。

上行鏈路

全球衛星導航系統的上行鏈路主要完成衛星數據的注入、注入站與可視衛星之間星地時間同步的上行測距功能。北斗衛星導航系統選用L頻段作為主用模式,用以地面運控系統上注衛星導航電文、實現星地雙向時頻同步,利用星間鏈路實現全網信息分發。另外還有S頻段測控鏈路和Ka頻段星間鏈路作為補充,地面站通過S擴頻信號向導航衛星發送遙控指令,控制和調整衛星的狀態。

上行信號采用DS-CDMA體制,擴頻碼采用精密測距碼,結合多種檢錯糾錯技術,提高了復雜電磁環境下的數據傳輸可靠性。

星載上行注入接收機采用數字化接收機,完成雙通道上行注入信號的快速捕獲、穩定跟蹤、綜合抗干擾、低損失解調、精密測量等功能。

下行鏈路

下行鏈路是面向用戶的唯一接口,下行鏈路決定了導航系統的性能,技術包含多個層面:射頻層面包括頻段選擇、頻點設計、信號帶寬以及發射功率;基帶層面包括偽碼設計,調制方式設計等;信息層面包括導航數據電文的生成;實現層面涵蓋了信號生成與播發技術。

2017年9月,中國衛星導航系統管理辦公室發布了《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件一公開服務信號B1C、B2a(測試版)》,這是北斗三號B1C和B2a信號體制的首次公布,B1C采用了QMBOC調制,B2a采用了QPSK(10)調制。

2017年12月,《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件一公開服務信號B2a(1.0版)》和《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件一公開服務信號BIC(1.0版)》發布。更多信號的細節請參看文檔。

2018年2月,《北斗衛星導航系統空間信號接口控制文件一公開服務信號B3I(1.0版)》發布,從而標志“北斗三號”信號體制正式確定。同一顆衛星發射的導航信號的載波頻率在衛星上由共同的基準時鐘源產生。

B3I 信號的標稱載波頻率為1268.520MHz。B3I 信號采用二進制相移鍵控(BPSK)調制。衛星發射信號為右旋圓極化(RHCP)。信號復用方式為碼分多址(CDMA)。B3I信號帶寬為20.46 MHz(以B3I 信號載波頻率為中心)。

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