卫星转发式系统地面站设备时延测量方法

苏 瑜，荆文芳，宋 静

（1.中国科学院国家授时中心，陕西西安 710600；2.中国科学院大学，北京 100049）

2011 年，卫星导航试验系统在中国区域定位系统（China Area Positioning System，CAPS）的基础上开始建设，其为BDS（北斗导航卫星系统，BeiDou Navigation Satellite System）的技术验证平台。经过5年的努力，BOTP 系统于2016 年建成，并进行了测试。评估验收工作于2017 年8 月底完成[1]。目前认为CAPS 系统是卫星导航试验系统的初期阶段。卫星导航试验系统作为BDS 的测试平台，具有独立的导航、定位和定时功能，是我国自主研发的新型卫星导航系统[2]。与GPS、BDS、GLONASS 和GELILEOG之类的传统GNSS 系统相比，卫星导航试验系统不需要在卫星上安装原子钟，并且由于导航信号是在地面控制站产生的，因此可以在地面站中使用更高稳定性的原子钟[3]。卫星导航试验系统与全球卫星导航系统的导航信号从卫星上的产生不同，卫星导航试验系统导航信号由地面主控站产生，发送给卫星，因此信号传输多了一条从地面到卫星的上行链路，并且经过卫星转发器转发，用户接收到类似于GPS的直发信号[4]。从BOPT 系统信号的传输物理过程来看，信号经过了地面站上行设备、空间传播链路到卫星转发器，由卫星转发后经过下行空间传播链路到用户接收机，直至用户接收机解算输出[5]。无论对于用户接收机还是主控站综合基带来说，多了一条上行链路，因此对其测量的星地距离都会产生误差，对于授时、定位、测速都是不可忽略的误差项。所以对于地面站上行设备时延和下行设备时延的测量至关重要。……