衛(wèi)星信標(biāo)信道模擬器的設(shè)計(jì)與應(yīng)用＊

陳奇東，劉 鈍，歐 明，甄衛(wèi)民

（中國電波傳播研究所，山東 青島266107）

0 引 言

利用GNSS雙頻信號進(jìn)行電離層測量已成為目前重要的電離層環(huán)境測量手段。但由于GNSS衛(wèi)星特點(diǎn)，難以實(shí)現(xiàn)對電離層電子密度剖面的高精度反演。為實(shí)現(xiàn)對電離層的電子密度的三維探測，目前，國外提出了利用低軌衛(wèi)星星載專用信標(biāo)結(jié)合GNSS測量的方法，實(shí)現(xiàn)對電離層電子密度的三維測量。

三頻衛(wèi)星信標(biāo)是低軌衛(wèi)星搭載的重要電離層探測設(shè)備。三頻衛(wèi)星信標(biāo)測量系統(tǒng)是由星載發(fā)射機(jī)向地面發(fā)射三個頻點(diǎn)單載波信號，地面監(jiān)測站接收機(jī)測量三個頻點(diǎn)信號的差分相位，通過差分相位計(jì)算出相對TEC（總電子含量），利用多個地面接收機(jī)的相對TEC觀測數(shù)據(jù)聯(lián)合開展電離層電子密度層析成像反演工作，可獲得電離層峰值電子密度［1－2］。

美國的三頻信標(biāo)電離層測量主要借助導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)和COMIC、OSCAR等衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，測量示意圖如圖1所示。

在三頻信標(biāo)測量系統(tǒng)研制過程中，為了保證系統(tǒng)達(dá)到期望的業(yè)務(wù)運(yùn)行能力，需要在三頻信標(biāo)發(fā)射機(jī)隨衛(wèi)星發(fā)射之前，對該系統(tǒng)的電離層峰值電子密度測量精度進(jìn)行地面測試，以驗(yàn)證整個系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。

圖1 三頻信標(biāo)測量系統(tǒng)示意圖

在地面測試和驗(yàn)證過程中，需要模擬星地鏈路及電離層效應(yīng)對星地鏈路的影響，三頻信標(biāo)信道模擬器是其中的關(guān)鍵設(shè)備，它可以模擬接近真實(shí)信道環(huán)境的電波傳輸特性，用于設(shè)備研制過程中的調(diào)試和測試顯著降低研發(fā)成本［3］?！?br>