本书对中国深空网深空干涉测量系统的工作原理与技术实现进行了系统详实的描述，对基于信道化接收的宽带全频谱数字基带转换，VSI、VSR数据格式编辑及高速缓存，集群运算处理，相关处理的实现结构等关键技术进行了深入讲解。全书共12章。第1章介绍系统总体的技术指标、工作原理和工作流程等内容； 第2章至第9章分别介绍各分系统的功能与技术指标、组成及工作原理、方案设计及关键技术解决途径； 最后3章介绍了系统指标测试方法、接口关系以及结构设计等内容。

本书反映了我国深空测控通信领域的最新科研成果，具有系统性强、与工程实践结合紧密等特色，为我国深空网的高效运行、后续建设乃至我国未来深空探测任务的设计与实施提供了一套详实的基础技术资料，对航天测控通信及相关领域的科研人员和工程技术人员具有重要的参考价值。

深空网是人类与深空探测器联系的桥梁与纽带。深空网拥有深空测控通信能力，是开展月球探测必须具备的前提条件，也是探月工程最具挑战性的任务之一。探月工程启动后，我国的测控工程师们以探月工程为牵引，兼顾火星、小行星等深空探测任务的需求，描绘出中国深空网的蓝图——在布局上，由分布在中国东部、西部以及南美洲的3个深空站提供全球90%以上的测控覆盖； 在频段上，兼容了目前国际上深空测控任务使用的所有频段； 在天线口径上，按照4亿千米火星探测的基本要求设计。

佳木斯66m S/X双频段深空测控通信系统（DSF1）和喀什35m S/X/Ka三频段深空测控通信系统（DSF2）的设计建设正是在这一蓝图下进行的。经过5年的研制建设，这两套深空测控通信系统均于2013年正式投入使用。它们的建成，极大地提升了中国远距离测控通信能力，成为中国航天测控发展史上又一个重要的里程碑。

这两套深空测控通信系统基于国内自主研发，成功实现了波束波导馈电系统、10kW 速调管功放、超低温制冷场放、微弱信号超窄带接收机、氢钟建造及干涉测量等技术。按照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议书中的深空测控任务标准，这两套系统已经具有音码测距、伪码测距、载波相位测量、三向测量等功能，采用空间链路扩展（SLE）协议，可以和符合CCSDS建议的其他国外深空测控站实现深空测控任务的国际联测和数据交互。

2012年，两套深空测控通信系统在嫦娥二号与图塔蒂斯小行星交会飞越探测中获得成功应用，并于2013年作为主力测控通信设备圆满完成了嫦娥三号探月飞行任务。这标志着中国深空测控通信能力的形成，使中国成为国际上第四个具有独立完成深空测控任务能力的国家。

北京跟踪与通信技术研究所是这两套深空测控通信系统的总体设计单位，西南电子技术研究所是66m S/X双频段深空测控通信系统的总体研制单位，石家庄通信测控技术研究所是35m S/X/Ka三频段深空测控通信系统和深空干涉测量系统的总体研制单位，西北电子设备研究所、中原电子技术研究所、北京遥测技术研究所、中国西安卫星测控中心、中国人民解放军装备学院、合肥低温电子研究所等单位承担了这两套系统有关分系统的研制工作。在此，对他们为中国航天测控事业作出的努力和贡献表示衷心的感谢！

中国深空网及其深空测控通信系统的研制，为设计师队伍提供了极富挑战的创新实践平台。他们积极进取，勇于探索，采用大量电子与信息技术领域的尖端技术，攻克多项关键难题，取得了许多宝贵经验和技术成果，成为航天测控领域一笔宝贵的财富。把这些来之不易的技术成果固化下来，是编写本套图书的主要目的。

本套图书由三个分册组成，分别是《S/X双频段深空测控通信系统》《S/X/Ka三频段深空测控通信系统》和《深空干涉测量系统》，对应着佳木斯66m深空测控通信系统、喀什35m深空测控通信系统以及由这两套深空系统与数据处理中心组成的甚长基线干涉测量（VLBI）系统。书中对上述设备系统级和分系统级的功能与技术指标、组成及工作原理、方案设计、关键技术等进行了系统详尽的描述，希望为我国深空测控通信系统的使用者提供详尽系统的技术资料，为我国后续深空测控通信系统的设计提供有益的参考和借鉴，也希望能为对深空测控通信感兴趣的同行们提供有用的技术资讯。

本套图书的编写人员均为中国深空网的设计和研制人员。他们在承担繁重工程任务的同时，挤出时间从事写作工作，对深空测控通信系统涉及的技术进行了细致的归纳梳理和认真的分析总结。由于我们写作水平有限，书中难免有疏漏和不当之处，恳请读者批评指正。

《中国深空网： 系统设计与关键技术》编审委员会

2016年5月

第1章系统

1.1概述

1.1.1基本原理

1.1.2技术特点

1.1.3关键技术

1.2系统技术指标

1.2.1接收频段

1.2.2中频接口

1.2.3相关处理能力

1.2.4测量精度

1.3系统组成及工作原理

1.3.1系统组成

1.3.2VLBI/ΔVLBI的工作原理

1.3.3DOR/DOD测量的工作原理

1.3.4ΔDOR/ΔDOD测量的工作原理

1.3.5SBI的工作原理

1.4系统工作流程

1.4.1深空干涉测量观测计划的编制

1.4.2观测前的系统检测

1.4.3DOR/DOD测量实施

1.4.4ΔDOR/ΔDOD测量实施

1.4.5SBI实施

1.4.6站内设备的自动运行

1.5系统指标计算分析

1.5.1DOR测量误差分析

1.5.2DOD测量误差分析

1.5.3ΔDOR测量误差分析

1.5.4ΔDOD测量误差分析

1.5.5SBI误差分析

1.5.6误差分配

1.5.7小结

第2章天伺馈分系统

2.1概述

2.235m口径天线

2.2.1功能与技术指标

2.2.2组成

2.366m口径天线

2.3.1功能与技术指标

2.3.2组成

2.4干涉测量对天线的要求

第3章时频分系统

3.1概述

3.2技术指标

3.3分系统组成

3.4频标稳定性对干涉测量的影响

第4章干涉测量射频信道分系统

4.1概述

4.2功能与技术指标

4.2.1主要功能

4.2.2技术指标

4.3组成及工作原理

4.4方案设计

4.4.1频率设计

4.4.2增益、群时延和低相噪设计

4.4.3S频段干涉测量本振

4.4.4S频段干涉测量下变频器

4.4.5X频段干涉测量本振

4.4.6X频段干涉测量下变频器

4.4.7干涉测量测试切换机箱

4.5关键技术

第5章数据采集与记录分系统

5.1概述

5.2功能与技术指标

5.2.1主要功能

5.2.2技术指标

5.3组成及工作原理

5.3.1基带转换单元

5.3.2数据存储与传输单元

5.4方案设计

5.4.1各种方案的比较

5.4.2全频谱接收处理数字基带转换结构设计

5.4.3信号调理与频综模块设计

5.4.4数据采集与基带转换板设计

5.4.5数据存储与传输模块设计

5.4.6系统自检与实时状态监测

5.5关键技术

5.5.1基于信道化接收的宽带全频谱数字基带转换技术

5.5.2数字AGC设计方案

5.5.3VSI和VSR数据格式编辑及高速缓存技术

第6章大气参数测量分系统

6.1概述

6.2功能与技术指标

6.2.1主要功能

6.2.2技术指标

6.3组成及工作原理

6.4方案设计

6.4.1微波辐射计子系统

6.4.2GNSS子系统

6.4.3地面五要素子系统

6.4.4伺服转台子系统

6.4.5中央信号处理子系统

6.4.6多路电源子系统

6.4.7折射修正服务终端

6.5关键技术

第7章延迟校准分系统

7.1概述

7.2功能与技术指标

7.2.1主要功能

7.2.2技术指标

7.3组成及工作原理

7.4方案设计

7.4.1S频段PCAL信号发生器

7.4.2X频段PCAL信号发生器

7.4.3频标时延测量机箱

7.5关键技术

7.5.1高稳定PCAL信号生成技术

7.5.2电缆时延在线标定技术

第8章站内监控分系统

8.1概述

8.2功能与技术指标

8.2.1主要功能

8.2.2技术指标

8.3组成及工作原理

8.4监控协议格式

8.4.1网络组播接口

8.4.2YKMCP

第9章中心数据处理分系统

9.1概述

9.2功能与技术指标

9.2.1主要功能

9.2.2技术指标

9.3组成及工作原理

9.3.1数据接收及预处理子系统

9.3.2相关处理子系统

9.3.3监控子系统

9.4方案设计

9.4.1基本处理流程

9.4.2数据接收及预处理子系统

9.4.3相关处理子系统

9.4.4监控子系统

9.5关键技术

9.5.1集群运算处理技术

9.5.2相关处理的实现结构

9.5.3传统相关和本地相关处理方法

9.5.4通道时延不一致处理方法

第10章测试方法

10.1中心数据处理分系统指标测试方法

10.1.1测试框图

10.1.2DOR/DOD精度测试

10.1.3SBI精度测试

10.1.4相关处理能力

10.2干涉测量射频信道指标测试方法

10.2.1杂散指标测试

10.2.2本振相位噪声测试

10.3延迟校准设备指标测试方法

10.3.1测试框图

10.3.2延迟校准信号频率测试

10.3.3相位抖动测试

10.3.4在线标定电缆精度

10.4数据采集与记录设备指标测试方法

10.4.1基带信号中心频率分辨率测试

10.4.2信道相频非线性测试

10.4.3开机同步一致性测试

10.4.4子带拼接性能

10.4.5子带记录数据一致性测试

10.5大气参数测量设备指标测试方法

10.5.1中心工作频率测试

10.5.2亮温测量量程测试

10.5.3系统灵敏度测试

10.5.4亮温测量精度测试

10.5.5电离层修正精度测试

10.5.6非降雨天气对流层总延迟修正精度

第11章接口关系

11.1系统外部接口

11.1.1中心数据处理分系统对外接口关系

11.1.2站内设备对外接口关系

11.2站内设备分系统间接口

11.2.1干涉测量射频信道分系统

11.2.2延迟校准分系统

11.2.3数据采集与记录分系统

11.2.4大气参数测量分系统

第12章系统结构

12.1概述

12.2站内设备结构布局

12.2.1深空站布局

12.2.2设备结构布局

12.2.3数据采集与记录分系统结构

12.2.4大气参数测量设备结构

12.3中心数据处理分系统结构布局

12.3.1北京中心数据处理分系统

12.3.2西安中心数据处理分系统

缩写词

索引

参考文献

本套图书由三个分册组成，分别是《S/X双频段深空测控通信系统》《S/X/Ka三频段深空测控通信系统》和《深空干涉测量系统》，对应着佳木斯66m深空测控通信系统、喀什35m深空测控通信系统以及由这两套深空系统与数据处理中心组成的甚长基线干涉测量（VLBI）系统。书中对上述设备系统级和分系统级的功能与技术指标、组成及工作原理、方案设计、关键技术等进行了系统详尽的描述，希望为我国深空测控通信系统的使用者提供详尽系统的技术资料，为我国后续深空测控通信系统的设计提供有益的参考和借鉴，也希望能为对深空测控通信感兴趣的同行们提供有用的技术资讯。