动态环境可实时定位无线信标机关键技术研究

【摘要】航天航空系统设备发射前需要反复试验以保证其正常工作，实验的各种参数即存储在箭、弹载存储器上。但是实验范围广、飞行速度快地理位置复杂，找寻存储器比较困难。本文提出针对动态环境下箭载存储器回收系统方案。该方案应用于存储器回落地面时开始到落地之后。系统包含随存储器一起下落的无线信标发射机、地面接收网络设备和无人机搜索设备。采用GPS定位的方式并辅以无线测距定位的方式，信标机发射机在落地过程中发送实时获取的GPS位置信息，并采用扩频技术的方式将信号以广播形式发送大地面网络设备和空中无人机搜索设备，以获取存储器下落轨迹，实现对存储器的快速找寻。本论文通过分析箭体飞行轨迹和存储器下落轨迹，给出系统的工作流程。通过设计动态环境下GPS信息接收系统进行箭载信标机的自身定位，并对导航信息进行提取通过无线的形式发送到地面接收网络。针对动态环境多普勒频移问题，发射端分别采用单频点信号和扩频信号的方式进行了发射试验，选择了扩频发射的方案。并设计了数据重复发送的传输方式，减少了信息的丢失概率。地面接收机对信号的捕获和跟踪方案中，通过采用的频率扩展接收系统，提高了接收能力。为了提高GPS信号接收效果选用微带共形天线，为了提高系统可靠性，系统辅助无线测距定位技术，并提出了抗高过载和高温的方法。对系统进行了平地、山区和空中等各种条件的实验，通过对实验结果分析，系统稳定可靠，在快速移动物体上面GPS数据更新率能够满足试验要求，根据更新位置点连接成线，描绘出物体的运动轨迹，达到快速回收数据存储器的要求。
【作者】张献生；
【导师】谭秋林；
【作者基本信息】中北大学，电路与系统，2014，硕士
【关键词】动态环境；多普勒频移；GPS；载波跟踪；无线传输；

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