USB技术用于深空探测器定位原理及方法
深空探测器的导航与位置定位
深空探测器的导航与位置定位在现代科技的快速发展下，人类不断探索更远、更广阔的空间。
深空探测器作为人类进一步探索的重要工具，其导航与位置定位技术成为实现任务目标的关键。
本文将从导航原理、位置定位方法和应用前景等方面探讨深空探测器的导航与位置定位。
深空探测器面临的首要挑战是在无太阳系参照物的情况下，准确地导航和定位。
因此，为了克服这一困难，研究人员利用星空的几何关系和信号传输延迟等原理进行导航定位。
首先，深空探测器利用恒星导航，即通过观测恒星位置的变化来确定自身位置。
根据已知的恒星位置和星历数据，探测器可以通过测量恒星的方位角和高度角，计算自身的方位和高度。
然而，恒星导航在面对星系外的探测任务时存在一定的局限性，因为恒星的位置和运动存在微小的不确定性。
其次，深空探测器还可以利用射电信号的传输延迟进行导航定位。
这是通过测量控制站发出的射电信号从发射到接收的时间来计算探测器离地球的距离，从而确定其位置。
这种方法的优势是可以实时更新位置信息，同时也可以较好地适应星际环境的不确定性。
除了上述方法之外，深空探测器还可利用交会对接技术进行导航和位置定位。
这种方法需要至少两个探测器在空间中同时进行观测，并通过测量它们之间的距离、速度和角度等参数，计算出它们的相对位置和航向角。
交会对接技术在多探测器合作任务中起到关键作用，提高了任务的精确性和可靠性。
尽管深空探测器的导航与位置定位技术已经取得了重要进展，但仍然面临一些挑战和限制。
首先，星系外探测任务中，恒星导航方法的精度有限，无法满足高精度要求。
其次，在星系外环境中，射电信号传输受到星际介质的干扰，使得测量不准确。
此外，交会对接技术需要多个探测器同时运行，增加了任务的复杂性和成本。
然而，随着技术的不断进步，深空探测器的导航与位置定位技术有着广阔的应用前景。
例如，它可以应用于行星探测，通过准确的导航和位置定位，在行星表面进行探测和采样。
此外，导航与位置定位技术也可以应用于星际飞行器，实现星际旅行和外星探索的目标。
基于USB的GPS数据采集系统
基于USB的GPS数据采集系统
近些年来随着技术的发展，GPS（全球定位系统）已经成为了我们生活中不可或缺的一部分，而使用基于USB的GPS数据采集系统则是GPS技术的一个重要应用。
基于USB的GPS数据采集系统是一个利用USB接口与计算机相连，用来收集、传输和处理GPS数据的系统。
具有数据采集精确、实时性好、传输速度快等特点，广泛应用于军事、航空、农业、气象、地质勘探、导航等领域。
该系统的组成部分主要包括GPS接收机、串口转USB模块、USB接口转GPS数据线以及计算机等部分。
GPS接收机是系统中最为核心的部分，它主要用来接收卫星发射的信号并进行解析，从而得到当地的经纬度、海拔、速度等信息。
串口转USB模块则是用来将GPS接收机通过串口的方式与计算机相连，USB接口转GPS数据线则是用来将数据从GPS接收机传输到计算机中的。
基于USB的GPS数据采集系统的应用非常的广泛。
在军事领域中，它可以被用来进行精确定位和军事行动轨迹规划等。
在航空领域中，它可以被用来进行飞机的导航和自动驾驶等。
在农业领域中，它可以被用来进行农作物的灌溉、施肥等。
在气象领域中，它可以被用来进行天气预报和气象灾害预警等。
在地质勘探领域中，它可以被用来确定地质构造和找寻矿产资源等。
在导航领域中，它可以被用来进行城市交通指引和汽车定位等。
总之，基于USB的GPS数据采集系统在现代社会中有着极为重要的地位和作用，它不仅可以强化人们对时空信息的认知，更能够为人类社会的发展和进步做出巨大的贡献。
GYROUSBL在深海水下定位中的应用
GYROUSBL在深海水下定位中的应用摘要：声学定位系统（Acoustic Positioning System）的技术研究和应用开发在现代海洋科学调查和水下施工中起着重要作用。
本文以某品牌超短基线定位系统为例，就超短基线（Ultra Short BaseLine）声学定位系统的原理、应用范围等几个方面展开讨论，同时介绍了高精度超短基线工程中的实际应用，对使用过程中影响定位性能的主要因素进行了简单分析。
关键词：超短基线水下定位1概述20世纪90年代以来，世界先进国家的海洋调查技术手段逐步成熟与完善，其中超短基线（简称USBL）水下设备大地定位技术也获得了长足的发展。
高精度水下定位系统具有广泛的用途，在海洋探测研究、海洋工程、水下建筑物施工、潜水员水下作业、水下考古、海洋国防建设等方面，都离不开水下定位系统为其提供高精度、高质量的定位资料，因此高精度水下定位技术对维护国家领土权益和国民经济建设都具有重要意义。
1．1关于水下声学定位系统20世纪50～60 年代，在国际上，随着光、声、磁等技术的不断发展，在大力开发海洋自然资源和海洋工程的进程中，水下探测技术得到了较大发展，相继开发了一系列先进的、高效能的水下探测设备：在各种水下检测的光、声、磁技术中，由于水下光波衰减很快，即使是波长最长、传播最远的红外光波在水中传播到了几米以后也衰减完了，而声波和电磁波在水中有良好的传播性，因而，声呐、磁探和超短基线成为水下检测的有效方法。
声学定位系统最初是在19世纪60年代的时候被开发出来用于支持水下调查研究。
从那时起，这类系统便在为拖体，ROV等水下目标的定位中成为了重要角色。
声学定位系统能够在有限的区域内提供非常高的位置可重复精度，甚至在远离海岸。
对大多数用户来说，可重复性精度要比绝对精度重要。
在声学定位系统中，有3种主要的技术：长基线定位（LBL），短基线定位（SBL），和超短基线定位（SSBL/USBL），有些现代的定位系统能组合使用以上技术。
USB技术用于深空探测器定位原理及方法解读
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定轨原理
发送上行载波的测控站称为主站，而不发送上行载波的测控站称为副 站。主站发送的上行载波被目标航天器接收后，航天器上的应答机以固定的 转发比往地面相关转发，再由主站和各个副站同时接收下行载波。主站所接 收下行载波中的多普勒频率只跟主站的多普勒效应有关，利用双程相关载波 多普勒测速的原理，可以直接获取测速数据。
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USB MODULATION TECHNIQUE
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USB航天测控网
USB航天测控网最早是在20世纪60年代美国执行阿波罗登月计划时首先 使用的。60年代初，美国在执行水星号和双子星号载人航天任务时，由于使 用了多种频段的设备分别进行不同的工作，结果飞船上天线多、重量大、可 靠性差，而且地球上也相应设置了十分复杂的设备。为了改变这种情况，美 国国家航空航天局提出采用USB(2000~4000兆赫)系统作为阿波罗登月计划的 地面保障系统，并在60年代中期建成了以USB为主体的跟踪测控网，从而使 航天测控从单一功能分散体制改进为综合多功能体制。
式中
cR c cR fT c cR cR
R 为探测器速度，c为光速。
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定轨原理
在主站接收机中，将实际接收频率fRM与基准接收频率fR0混频(fR0= ρ fT )， 以提取出双程多普勒频率：f R0 f R0 cR cR
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APOLLO USB NETWORK
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更多USB详细资料
Proceedings of the APPOLO USB technique conference---/alsj/NASA-SP-87.pdf
19/20
谢谢！
20/20
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深空通信系列讲座之五深空探测中的USB测控技术
在 深 空 探 测 中, 子 码 的 周 期 P 沐 ( 为 子 码 码 元 t
地 静止轨道 (G E O )距离 以内的航天器 大多采用侧音测距 , 比 G E O 更远距 离的测距 .如深 空测距 .则多采用伪 码测距 采用 伪码测 距容 易获 得长 的周期 可 以避免 多次距 离模
糊的复杂问题 , 而且保 密性 和抗干扰性得 以增强 (l 相干转发伪码测距 )
令暮 Mi m !, 一M !令! M
测的标离 : 警 得 目距 为 c
并 复 伪 测 最 无 糊 离 : a一 且 合 码 距 大 模 距 为R x 粤 m
针 对深 空探 测 中的测 距 问题 . C C SD S 在 2009 年提 出了透 明伪 码 PN ) 测距 和再生 伪码 测距 两者 的主要
图5 透 明P 码生成矩阵 N
生 成 的距 离 序 列C 是 周期 性 的
图4 伪码测距 一般 原理
其 周期
码测距 .
L =Z x 7 x ll x ls x lg x 23 ∋1009470 对于透 明P N
此双 程时 延中包 含航 天器 应答机 的处 理 时延 . 应 答 机 的 时延可作 为零值 测量 出来 后从 中扣 除
ห้องสมุดไป่ตู้
单 码测距 因被 测 距离增 加 时码 长也 要增
x三b ,(m odm l) x 三bZ odm Z x 三bk odm 口的解是 : (m ). (m
相 干伪 码测 距系 统的 一般 原理 如 图 4 所 示
伪码调 制 和载波 调相 后发 往航 天器
测 控站
x 三 ; l + M 拟多 % 沁山 odM ) M M b, 2+ M k(m
波 的周期 T
USB雷达
USB雷达——看牛人如何架设自己的导弹防御系统（附电路图&PCB、雷达+导弹程序、纯雷达程序）摘要：雷达大家都见过（起码电视上见过），每次看到觉得很爽啊，能探测各种障碍物，要是自己能够拥有一个就太棒了。
而有人不光敢想，更敢于将想法付诸实践（这也是我们所缺少的），他真的做出了一个非常酷的USB雷达。
这个就是他的外形，看起来简陋了一点，但是玩起来让人相当high啊。
这位国外的爱好者不光做出了这个电路，他还编写了非常漂亮的上位机，实现了用电脑控制的目的。
怎么样，看这个界面是不是很像真正的雷达呢？反正我是被这个界面给吸引住了。
那么我们究竟怎样才能拥有一台像作者一样的USB雷达呢？首先讲讲整体框架，其实这个USB雷达从原理上来讲很简单，就是由一个安装在步进电机上的超声波模块，还有一个PIC单片机，当然不能少了步进电机的驱动电路了。
PIC单片机通过驱动电路驱动步进电机转动，并接受安装在步进电机上的超声波模块发来的回波信号，得出前方障碍物的位置，然后通过USB发送给上微机软件，由上位机软件计算得出每个障碍物的图形化显示。
具体的驱动电路实际也很简单，就是由两个H桥组成。
（嫌麻烦的话，个人觉得用L298实现也是可以的）。
而作者不仅仅满足于此，他还从商店中购买了一个USB导弹。
怎么样，导弹+雷达。
成爱国者导弹防御系统了。
为了使这两个设备配合得更好，也使这个项目更加好玩，作者修改了一下上位机程序。
加入了导弹之后，这个项目就更加有意思了。
不过操作起来也更复杂了一点。
貌似作者买的这个USB导弹是不带反馈的，就是说它不反馈旋转的角度，那么使用就麻烦了很多，建议大家制作这个的时候，导弹也做成带反馈的，就和雷达的基底一样就ok。
由于不带反馈，我们就没法知道导弹的指向，但是我们可以通过它的速度还有转动的时候求出它的位置（但是这个可能会有误差）。
而且在开始时我们需要把导弹的位置调到和雷达的方向相同。
作者这个软件的操作是这样的，首先USB雷达启动，转动360度，点击软件上的Scan environment按键，软件将会在图中画出障碍物的轨迹（想象雷达被一个围墙包围，扫描后，将会显示这个围墙的轨迹），而且由于超声波的散射性等原因，这个轨迹不是精准的，软件会自动进行一个修正，得到最后的侦测范围。
usbl超短基线测距原理
usbl超短基线测距原理
标题：USBL超短基线测距原理
一、引言
超短基线（Ultra Short BaseLine，简称USBL）是一种水下定位系统，广泛应用于海洋工程、水下考古、海底资源勘探等领域。
本文将详细介绍USBL的测距原理。
二、USBL测距系统组成
USBL系统主要由水面控制单元、水下声纳信标和数据处理单元三部分组成。
其中，水面控制单元包括发射器和接收器；水下声纳信标用于接收发射器发出的信号并进行反射；数据处理单元负责处理接收到的信号，并计算出目标的位置信息。
三、USBL测距原理
USBL测距原理主要是通过测量声波从发射器到目标再到接收器的时间差，从而计算出目标的距离。
具体步骤如下：
1. 水面控制单元的发射器向水下声纳信标发射声波。
2. 声波到达水下声纳信标后，被反射回来。
3. 接收器接收到反射回来的声波，并记录下接收时间。
4. 数据处理单元根据声波在水中的传播速度以及发射和接收时间，计算出目标的距离。
四、误差分析与修正
由于实际环境中存在各种因素的影响，如声速的变化、多路径效应等，可能导致测距结果出现误差。
因此，在实际应用中，通常需要对测距结果进行误差分析和修正。
五、结论
USBL超短基线测距技术以其精度高、操作简便等优点，在水下定位领域得到了广泛应用。
了解其工作原理，不仅可以帮助我们更好地使用这项技术，也有助于我们在实践中对其进行改进和优化。
六、参考文献
[待补充]。
uwb定位系统原理
uwb定位系统原理UWB定位系统原理UWB（Ultra-Wideband）定位系统是一种基于超宽带技术的定位系统，它利用非常短的脉冲信号来实现高精度的定位。
UWB定位系统的原理是通过发送和接收超短脉冲信号，利用信号的传播时间和多径效应来确定目标物体的位置。
UWB定位系统的工作原理是基于时间差测量（Time of Flight，TOF）技术。
具体而言，系统通过发送一系列非常短的脉冲信号，并记录这些信号从发送器到接收器的传播时间。
根据光速的常数速度，系统可以计算出信号传播的距离。
通过多次测量和计算，可以获得目标物体在三维空间中的位置坐标。
UWB定位系统的主要优势在于其高精度和高分辨率。
由于脉冲信号的带宽非常宽，可以达到几个GHz甚至更高，因此可以实现很高的时间分辨率。
这意味着系统可以精确地测量信号的传播时间，从而提供高精度的定位信息。
UWB定位系统还具有良好的穿透能力和抗干扰性能。
由于脉冲信号的特殊性，UWB信号可以穿透墙壁、建筑物和其他障碍物，从而实现对目标物体的定位。
同时，UWB信号的宽带特性也使其具有很强的抗干扰能力，可以在复杂的电磁环境中工作。
UWB定位系统在许多领域都有着广泛的应用。
在室内定位方面，UWB可以实现对人员和物体的精确定位，可以用于智能家居、安防监控等应用。
在工业领域，UWB定位系统可以用于机器人导航、物料管理等方面。
此外，UWB定位系统还可以应用于车辆定位、室外定位等场景，为人们的生活和工作带来便利。
UWB定位系统是一种利用超宽带技术实现高精度定位的系统。
它通过发送和接收非常短的脉冲信号，利用信号的传播时间和多径效应来确定目标物体的位置。
UWB定位系统具有高精度、高分辨率、良好的穿透能力和抗干扰性能等优势。
它在室内定位、工业导航和车辆定位等领域都有着广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和创新，相信UWB定位系统将会在未来发挥更大的作用，为人们的生活和工作带来更多便利。
usb检测原理
usb检测原理USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）是一种用于计算机的外部设备连接标准。
通过USB接口，我们可以连接各种外部设备，如打印机、键盘、鼠标、摄像头等。
在使用USB设备之前，系统需要对其进行检测，以确保设备的稳定性和兼容性。
下面将介绍USB检测的原理和过程。
一、USB检测的目的和意义USB设备的检测是为了保证设备的正常运行，以及与计算机之间的有效通信。
通过检测，系统能够了解设备的类型、参数和功能，进而进行相应的初始化和设置。
检测过程中还可以判断设备的连接状态和传输速度，以便为用户提供更好的使用体验。
二、USB检测的流程1. 初始连接检测：当插入一个USB设备时，计算机会首先检测设备的插入信号，确认设备是否正确连接到USB接口。
这一步骤通常包括物理插入检测和电气参数检测。
2. 设备识别和描述符读取：设备被正确插入后，计算机会向设备发送握手信号，以识别设备的类型和功能。
计算机会从设备的描述符中读取有关设备的信息，比如设备的供应商ID、产品ID、设备版本号等。
这些信息有助于系统识别设备，并加载相应的驱动程序。
3. 驱动程序加载和设备初始化：根据设备的识别信息，计算机会加载相应的驱动程序。
驱动程序负责与设备进行通信，并完成设备的初始化设置，确保设备可以在系统中正常工作。
4. 速度协商和配置：USB设备支持多种传输速度，包括低速、全速和高速。
在这一步骤中，计算机会与设备协商选择合适的传输速度，并为设备分配所需的带宽和资源。
5. 设备状态监测：一旦设备成功配置和初始化，计算机会定期监测设备的状态，以便及时响应设备的变化或故障。
例如，当设备被拔出时，系统需要及时检测到这一状态，并进行相关处理。
三、常见的USB检测技术1. 插拔检测：通过检测USB接口的插入和拔出信号，判断设备的连接状态。
当设备插入时，插拔检测技术可以自动唤醒系统，进行后续的检测和操作。
2. 描述符读取和解析：通过读取设备的描述符，系统可以获取设备的各种信息。
深空探测中的USB测控技术
备 一组纯音 信 号 依次 对上行 载波调 相 。因调制后 的纯 音形 成上 、下边 带 ，分布 在残 余载波 的两 边 ．故称 为测 距 侧 音 。
侧 音测 距 系统如 图 ３所示 。在侧音 测距 系统 中 ，测 控站 向航天 器发送 正弦 测距信号 ，航天器 接收 并解调 出 测距 侧音信 号后 即送往 下行发射 机 ，在进 行调 相后发 回 地面 。从 航天器 发 回的侧音 信号 经地面 测控站 接收机 的 窄带锁相环 （ＰＬＬ）提纯 ．然后将其过零点相位与发射 的 测距信 号的过 零相位 进行 比较 ．测 出测距 信号 的双程 时 延ｒ 从而可得到航天器至测控站 的距离 Ｒ为 ：
号频 率成 反 比。为了提 高测距 精度 ．可 以采 用提高 测距 信号频率 的办法 ，但这会造 成最大无模糊 时延 减 少。 为了解决 测距精 度与最 大无模 糊距 离的 矛盾 ，通 常采用 多 侧 音 测 距 技 术 。
多侧音 测 距技 术 中使 用一 组 正弦 波作 为 测距 信号 ， 主侧音 （频率 最高 的侧音 ）用 于提 高测 距精度 ，副侧音
采用侧 音测 距时 ，最 多 同时用两 个侧音 ．即一 个主 侧 音 和 一 个 次 侧 音 ．它 们 对 载 波 同 时 调 相 ， 两 者 都 是 频 谱 很纯 的单 音 。主侧音保 测量 精度 ．次侧音 与主侧 音配 合 提 高 解 模 糊 距 离 能 力 。
Ｒ＝吉 ’ｃ＝吉 ｒ＝吉‘｛‘入＝｛
进行线 性调相 （ＰＭ）的工作方式 中 ．在 未被调 制前 ，各 载波在频域上表现为一条线谱 ，如图 ２所示。
图３ 侧 音 测 距 原 理
残 余载波
因为 正弦 波 在 １个 周期 仅 有 １个 正 向过 零 相位 点 ，
uwb高精度定位系统原理
uwb高精度定位系统原理UWB高精度定位系统原理UWB（Ultra Wide Band）是一种无线通信技术，它的特点是带宽非常宽广，能够提供高精度的定位和测距功能。
UWB高精度定位系统利用这一特点，通过接收和分析UWB信号，实现对目标位置的精确定位。
本文将介绍UWB高精度定位系统的原理和工作过程。
一、UWB信号的特点UWB信号是一种具有极宽带的无线信号，其带宽通常在几百兆赫兹到几吉赫兹之间。
相比于传统的窄带信号，UWB信号能够提供更高的数据传输速率和更精确的测距能力。
另外，UWB信号的能量非常低，不会对其他无线设备产生干扰。
二、UWB高精度定位系统的组成UWB高精度定位系统主要由UWB标签和UWB基站组成。
UWB标签是被定位的目标，它会发送UWB信号；UWB基站则用来接收和分析UWB信号，计算目标的位置信息。
三、UWB高精度定位系统的工作原理1. UWB标签发送信号：UWB标签会周期性地发送UWB信号，信号中包含了标签的唯一标识符和时间戳等信息。
2. UWB基站接收信号：UWB基站会接收到UWB标签发送的信号，并记录下接收到信号的时间戳。
3. 信号传播时间测量：UWB基站利用接收到信号的时间戳和发送信号的时间戳之差，计算信号的传播时间，从而得到目标与基站之间的距离。
4. 多基站测距：为了提高定位的精度，通常会使用多个UWB基站进行测距，并利用三角定位原理计算出目标的准确位置。
5. 位置计算：根据测得的距离信息和基站的位置信息，利用数学算法计算出目标的具体位置坐标。
四、UWB高精度定位系统的优势1. 高精度定位：由于UWB信号带宽宽广，能够提供精确的距离测量，因此UWB高精度定位系统可以实现厘米级别的定位精度。
2. 抗干扰能力强：UWB信号的能量非常低，不会对其他无线设备产生干扰，因此UWB高精度定位系统具有很好的抗干扰能力。
3. 定位范围广：UWB信号的传输距离较远，可以覆盖较大的区域，因此UWB高精度定位系统可以应用于室内和室外的各种环境。
紫外线探测器原理
紫外线探测器原理
紫外线探测器（UV探测器）是一种用于检测紫外线辐射的电子设备。
其工作原理基于材料对紫外线的吸收和电荷生成。
紫外线探测器中常用的材料包括硒化锌（ZnSe）、氧化锌（ZnO）以及硼化钡（BP），这些材料对紫外线具有较高的吸收能力。
当紫外线辐射到探测器的材料表面时，能量会被吸收，并激发材料内部的电荷。
这些激发的电荷会在材料中形成电子-空穴对。
接下来，电子-空穴对会被一对电极收集。
在电极上施加电场时，电子和空穴被分别吸引到正负电极上，形成电流。
这个电流的强度与紫外线的辐射强度成正比。
为了提高紫外线探测器的灵敏度和工作范围，可以使用漂移结构。
漂移结构通常由多个不同禁带宽度的材料层组成，形成能带的连续梯度。
这样可以增加电子和空穴的漂移速度，提高电荷的收集效率。
紫外线探测器还可以通过增加滤光片来选择性地检测特定波长的紫外线。
滤光片可根据波长进行设计，只允许一定波长范围的紫外线通过，从而排除其他波长的干扰。
这样可以使探测器更加精确地测量特定波长的紫外线辐射。
总的来说，紫外线探测器利用材料对紫外线的吸收和电荷生成的特性，通过电极收集并测量电流来检测紫外线的辐射强度。
通过使用特定的材料和滤光片，可以使探测器对特定波长的紫外线更加敏感和精确。
2024版USBL定位系统
•引言•USBL定位系统概述•USBL定位算法与精度分析•USBL系统设计与实现目•USBL系统测试与验证•USBL系统应用前景与挑战录01引言目的和背景水下定位需求随着海洋资源开发与水下活动的增加，精确的水下定位技术变得越来越重要。
现有技术局限性传统的水下定位方法，如声纳和惯性导航，存在精度不高或易受环境干扰的问题。
USBL技术优势USBL（Ultra-Short Baseline）定位系统以其高精度、高可靠性和灵活性在水下定位领域具有广泛应用前景。
应用前景展望探讨源开发、水下考古、水下救援等领域的应用前景。
分析果，包括定位精度、稳定性和可靠性等方面的评估。
软件功能演示演示能，包括数据采集、处理、分析和结果显示等。
系统原理介绍硬件设备展示汇报范围02USBL定位系统概述USBL定义及原理定义USBL（Ultra-Short Baseline）是一种水下声学定位技术，通过测量水下目标反射或发射的声波信号到达接收基阵的时间差，从而确定目标的位置。
原理USBL定位系统通常由一个或多个水听器基阵、信号处理器、显示及控制系统等组成。
当水下目标发射声波信号时，各水听器接收到信号的时间存在差异，通过测量这个时间差并结合已知的声速，可以计算出目标相对于基阵的距离和方位。
USBL系统组成信号处理器水听器基阵对接收到的声波信号进行处理，包括放大、滤波、数字化等步骤，以提取出目标的位置信息。
显示及控制系统USBL技术优势高精度定位宽覆盖范围实时性灵活性03USBL定位算法与精度分析算法流程1. 接收基阵接收目标发射的声波信号；2. 测量声波信号到达各接收阵元的时间差；01 02适用性评估算法在不同应用场景和条件下的适用性和通用性。
定位精度评估算法解算出的目标位置与实际位置的偏差程度，通常以均方根误差（RMSE ）或圆概率误差（CEP ）等指标来衡量。
实时性评估算法处理速度和响应时间，以满足实时定位需求。
稳定性评估算法在不同环境条件和信号干扰下的性能稳定性。
深空探测器的自主天文导航原理与方法
School of Geodesy and Geomatics
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4.1.2天文导航对深空探测的重要性 深空探测器的轨道分类
1）直接转移轨道
School of Geodesy and Geomatics
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4.1.2天文导航对深空探测的重要性 深空探测器的轨道分类
2）.调相转移轨道
天文与深空导航学
主讲：魏二虎 教授
School of Geodesy and Geomatics
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目录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章
第八章
天文与深空导航的理论基础 天文导航的天体敏感器 低轨地球卫星自主天文导航基本原理 深空探测器的自主天文导航原理与方法 VLBI技术用于深空探测器导航的原理与方法 USB技术用于深空探测器导航的原理与方法 脉冲星测量技术用于深空探测器自主导航的原 理与方法 其他导航技术在深空探测中应用与国内外深空 探测计划
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4.1.1深空探测的发展
School of Geodesy and Geomatics
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4.1.1深空探测的发展
1）．先驱者号探测外行星 • 先驱者号探测器是美国发射
的行星和行星际探测器系列 之一。 • 1958 年 10 月 到 1978 年 8 月 之 间共发射了13颗，用来探测 地球、月球、金星、木星、 土星等行星及其行星际空间。 • 其中最为引人注目的是先驱 者10号和先驱者11号。
School of Geodesy and Geomatics
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4.1 引 言
4.1.1 深空探测的发展
4.1.2
天文导航对深空探测的重要性
遥控遥测技术在航空航天上的应用——统一S波段(USB)航天测控网
遥控遥测技术课程论文题目: 遥控遥测技术在航空航天上的应用——统一S波段（USB）航天测控网院（系）：专业：班级：学生姓名：学号：学科：学科老师：提交日期：摘要Spaceflight Measurement and Control Technology: the way of humanity to universe.Space tracking telemetering and command system——tracking measuring, controlling, compute synchronization, expression recording,communication, data transmission……a series of ground systems have been settled in the measure stations and control centers (including the measuring ships and spaceships necessarily)situated in the becomingplace.(including the measuring ships and spaceships necessarily), make up zhe space control system with communication net.航天测控：人类伸向太空的触角航天测控系统——集跟踪、测量和控制于一体的大型电子系统。
包括跟踪测量系统，遥测系统，遥控系统，计算系统，时间统一系统，显示记录系统，通信、数据传输系统……各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站（包括必要的测量船和测控飞机）和一个测控中心内，通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统。
关键词统一S波段（USB）航天测控网目录正文开始2航空航天系统及应用3统一S波段（USB）航天测控网4未来航空遥测遥控系统的发展5。
最新遥控遥测技术在航空航天上的应用——统一S波段(USB)航天测控网
遥控遥测技术在航空航天上的应用——统一S波段(U S B)航天测控网遥控遥测技术课程论文题目: 遥控遥测技术在航空航天上的应用——统一S波段（USB）航天测控网院（系）：专业：班级：学生姓名：学号：学科：学科老师：提交日期：摘要Spaceflight Measurement and Control Technology: the way of humanity to universe.Space tracking telemetering and command system——tracking measuring, controlling, compute synchronization, expression recording,communication, data transmission……a series of ground systems have been settled in the measure stations and control centers (including the measuring ships and spaceships necessarily)situated in the becomingplace.(including the measuring ships and spaceships necessarily), make up zhe space control system with communication net.航天测控：人类伸向太空的触角航天测控系统——集跟踪、测量和控制于一体的大型电子系统。
包括跟踪测量系统，遥测系统，遥控系统，计算系统，时间统一系统，显示记录系统，通信、数据传输系统……各种地面系统分别安装在适当地理位置的若干测控站（包括必要的测量船和测控飞机）和一个测控中心内，通过通信网络相互联接而构成整体的航天测控系统。
关键词统一S波段（USB）航天测控网目录正文开始 2航空航天系统及应用 3 统一S波段（USB）航天测控网 4 未来航空遥测遥控系统的发展 5正文谈到航空航天，我首先想到的就是遥远安静而又无边无际黑暗的太空和造假昂贵的宇宙飞创，而这门课程，让我产生了解了航空航天中极其重要的一个环节——遥控遥测技术的兴趣。
分米级usb测距在geo卫星定轨中的应用
Technology Application技术应用DCW179数字通信世界2019.12随着对地观测技术和应用需求的快速发展，米级至厘米级的定轨精度需求日益凸显。
由于地理位置的影响，GEO 卫星的观测几何强度较差[1]；需要频繁地实施机动控制对GEO 进行位置保持，这些给GEO 精密定轨预报带来一定难度[2]。
国内外对GEO 测定轨展开了新技术理论研究和实验[3]。
当前，GEO 常用测控手段是测距精度为m 级USB 设备[4]，其定轨精度为百米量级，可以完成卫星常规测控任务。
为提高USB 测距精度，利用SJ-17卫星上搭载的S 频段非相干高精度测距应答机，将新研制的地面高精度测距试验样机（NUSB ）接入三亚（SY ）、喀什（KS ）、青岛（QD ）USB 系统，借用USB 设备天线伺馈及信道分系统，开展了7天测定轨在轨试验。
本文针对S 波段高精度测距试验数据，建立了高精度测距模型，分析了试验测距数据对于GEO 的定轨精度影响。
1 新S 波段统一扩频测距数据分米级测距试验样机的测距数据R 为：（1）式中，R_0为设备最大无模糊距离内的原始距离测量值；R_0g 为地面设备距离零值；R_01g 为地面设备距离零值附加修正量；R_s 为卫星应答机零值；R_s1为卫星应答机零值附加修正量；R_atm 为大气折射修正量；R_phase 为天线相位中心修正。
其中QD 和SY 两站的地面设备零值R_0g 是采用标校塔标校得到的，而KS 站的设备地面零值填入的是实时的R_srev ⁄2（R_srev 为偏馈校零的双程距离）。
2 定轨试验与分析2017年9月18日-25日开展测定轨试验。
首先利用精度约为10.0m [5]的弱GPS 定轨结果检验测距数据。
图1给出了测距数据的观测数据与计算真值之间的互差O-C ，可以看出，三站存在明显的系统误差，KS 测距系统误差明显大于QD 和SY 的系统误差。
图1 以弱GPS 定轨结果为基准，三站测距数据的O-C利用7天测距，固定SY 系统误差为0.0m ，估计QD 和KS 系统差分别为-2.76m 和-20.72m 。
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பைடு நூலகம்
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USB概念及发展
USB即统一S波段测控系统(Unified S-Band System)，是指使用S波段的 微波统一测控系统。这里的微波统一测控系统指的是利用公共射频信道，将 航天器的跟踪测轨、遥测、遥 控和天地通信等功能合成一体 的无线电测控系统。
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我国航天测控系统
我国经过多年的发展，目前已建成了由西昌卫星发射中心、北京航天指 控中心、西安测控中心、喀什站、青岛站、厦门站、南宁站等测站以及远望 测量船组成的USB航天测控网，主要完成对航天器跟踪测轨、遥测接收、遥 控发令、话音和图像收发任务。
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USB技术用于探测器定轨的原 理
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定轨原理
现以双程多普勒测速原理为例介绍USB系统的定轨过程。由于发射机与 接收机之间的相对运动，接收信号频率与发射信号频率不同，其差值为fd，称 此现象为多普勒效应．频率差值fd为多普勒频率。 主站发射的上行载波，经上行空间传播后，叠加了上行多普勒频率，被 目标航天器上的应答机接收，进行载波频率相关转发(转发比为ρ)，又经下行 空间传播后，叠加了下行多普勒频率，然后被主站接收机所接收，频率流程 如图所示：
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微波统一测控系统组成及原理
微波统一测控系统一般由天线跟踪 /角测量系统、发射系统、接收系统、 遥测终端、遥控终端 、测距/测速终端、时/频 终端、监控系统、远程 监控或数据传输设备以 及其它附属设备组成。
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微波统一测控系统组成及原理
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微波统一测控系统组成及原理
其基本工作原理是：将各种信息先分別调制在不同频率的副载波上，然 后相加共同调制到一个载 波上发出；在接收端先对载波 解调，然后用不同频率的滤波 器将各副载波分开；解调各副 载信号得到发送时的原始信息。
从上式可以得出双程多普勒测速的公式为：
cf dd R 2 f R 0 f dd
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测速测距精度
理论上 R 应有较高的测量精度。但是在目前条件下，由于测站未能释 放探空气球和测量气象参数，因而数据处理时，仅能利用测站的地面气象参 数和简化方法修正距离R和高度角A的电波折射误差，而对则未进行修正，严 重影响了测量精度的实现，因此改进数据处理方法提高测速精度成为各界的 研究重点。目前研究结果表明，USB系统测速RMS约为3~6 cm/s，测距RMS 约为1~3m，能够满足月球探测器定轨测控要求。
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定轨原理
发送上行载波的测控站称为主站，而不发送上行载波的测控站称为副 站。主站发送的上行载波被目标航天器接收后，航天器上的应答机以固定的 转发比往地面相关转发，再由主站和各个副站同时接收下行载波。主站所接 收下行载波中的多普勒频率只跟主站的多普勒效应有关，利用双程相关载波 多普勒测速的原理，可以直接获取测速数据。
定轨原理
USB可以获取目标航天器相对于测控站的径向速度、距离、方位角和俯 仰角等外测数据。如图所示，在轨道测量时USB系统采用的是应答工作方式， 对应于目标航天器上的一部应答机，在某段时间内只允许一个地面删控站发 送上行载波，该测控站能直接获取全部外测数据，而其它测控站只能接收目 标航天器相关转发的下行载波，因此仅能直接获取角度外测数据。
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集成USB-VLBI技术的应用
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集成USB-VLBI技术的应用
USB 的测量弧段要明显长于 VLBI 的测量弧段，这是因为 USB 观测只需 单站可见，而 VLBI 观测需双站共视。其次， VLBI 对轨道的横向约束较强， USB观测量对轨道视向(或近似径向)的约束较强，二者联合定轨，可以互为补 充，提高定轨精度。 我国“嫦娥一号”月球探测器利用了我国“统一S波段(USB)”航天测控 网和我国天文台的甚长基线射电干涉网 (VLBI系统)，联合使用USB和VLBI技 术，实现了“嫦娥一号” 月球探测器的导航和定定轨任务，还将用于我国 “嫦娥二号”月球探测器各飞行阶段的遥测、遥控、轨道测量和导航任务。
式中
cR c cR fT c cR cR
R 为探测器速度，c为光速。
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定轨原理
在主站接收机中，将实际接收频率fRM与基准接收频率fR0混频(fR0= ρ fT )， 以提取出双程多普勒频率：
f dd f RM f R 0
cR 2R fR0 fR0 fR0 cR cR
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定轨原理
图中fT为测控站发射载波的频率，KdU为上行多普勒倍频系数，fSR为航天 器接收载波的频率，fST为航天器发射载波的频率，KdD为下行多普勒倍频系数， fRM为测控站接收载波的频率，相关转发比ρ =240/221。可见主站接收载波频 率为：
f RM fT KdU KdD fT
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APOLLO USB NETWORK
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更多USB详细资料
Proceedings of the APPOLO USB technique conference---/alsj/NASA-SP-87.pdf
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谢谢！
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USB MODULATION TECHNIQUE
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USB航天测控网
USB航天测控网最早是在20世纪60年代美国执行阿波罗登月计划时首先 使用的。60年代初，美国在执行水星号和双子星号载人航天任务时，由于使 用了多种频段的设备分别进行不同的工作，结果飞船上天线多、重量大、可 靠性差，而且地球上也相应设置了十分复杂的设备。为了改变这种情况，美 国国家航空航天局提出采用USB(2000~4000兆赫)系统作为阿波罗登月计划的 地面保障系统，并在60年代中期建成了以USB为主体的跟踪测控网，从而使 航天测控从单一功能分散体制改进为综合多功能体制。