[發明專利]一種用于深空探測器的測控通信系統及方法

有效

• 申請號: 201210089364.2
• 申請日: 2012-03-29
• 公開（公告）號: CN103368638A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 耿浩;熊蔚明;謝春堅
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間科學與應用研究中心
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 北京法思騰知識產權代理有限公司 11318
• 代理人: 楊小蓉;楊青

1.一種用于深空探測器的測控通信方法，該方法用于完成地面站與深空探測器之間的信息交互及探測器軌道測定，且所述信息包含：上行遙控指令、工程遙測數據、科學探測數據和測軌信標，所述測控通信方法包含：

采用一個上行載波頻率及一個下行載波頻率為所述深空探測器與地面站之間設置四條微波無線電信號通道，分別為用于傳輸地面站的上行遙控指令到探測器的遙控指令通道、用于傳輸探測器的工程遙測數據到地面站的遙測數據通道、用于傳輸探測器采集的科學探測數據到地面站的科學數據通道、用于傳輸探測器的測軌信標到地面站的VLBI測軌信標通道；

將工程遙測數據、科學探測數據及VLBI測軌信標三種通道信號合并為一個下行鏈路傳輸信號，最終采用一臺發射機完成所有下行鏈路信號的發送功能；

采用VLBI技術測定探測器軌道的具體步驟為：使用高穩定頻率源的頻率基準信號產生測軌信標向地面VLBI測量網發送，由地面VLBI測量網通過Doppler頻率測速及信號干涉測角方式完成對深空探測器的測軌任務。

2.根據權利要求1所述的用于深空探測器的測控通信方法，其特征在于，當所述上行載波頻率及一個下行載波頻率為位于X波段的射頻載波時，所述測控通信方法具體為：

在一條X波段雙向通信鏈路上分別傳輸上行遙控指令及下行數據，所述下行數據包括工程遙測數據與科學探測數據，它們以數據分包復接方式共用一個遙測副載波信道傳輸；所述VLBI測軌信標與所述遙測副載波通過殘留載波調制方式共享同一個載波頻率。

3.根據權利要求1所述的用于深空探測器的測控通信方法，其特征在于，當地面站經由所述遙控指令通道向深空探測器發射上行指令時，首先由地面站將遙控指令數據進行編碼組幀、載波調制和功率放大后，通過天線轉換為空間電磁波發往深空探測器；然后，由深空探測器的指令接收機完成對載波信號的放大、捕獲與跟蹤，將上行遙控指令數據從載波信號中解調出來送入遙控譯碼器，遙控譯碼器完成對數據幀的捕獲及譯碼，并執行相關指令動作。

4.根據權利要求2所述的用于深空探測器的測控通信方法，其特征在于，當深空探測器經由所述下行鏈路向地面站發射工程遙測數據和科學探測數據時，首先由深空探測器的信道編碼器將采集到的工程遙測數據及科學探測數據復接成一路數據碼流，送入X波段發射機進行數據調制及信號放大后，通過天線轉換為空間電磁波發往地面數據接收站；然后，由地面站的接收機完成載波信號的放大、捕獲與跟蹤，將數據從載波信號中解調出來，再通過解復接分離出工程遙測數據及科學探測數據。

5.根據權利要求1所述的用于深空探測器的測控通信方法，其特征在于，當探測器經由所述VLBI測軌信標通道向地面站傳輸VLBI測軌信標時，首先，深空探測器由高穩定頻率源產生10^-12/s量級頻率穩定度的頻率標準信號，經過X波段發射機內部完成鎖相、倍頻、混頻和放大處理后，形成單載波/殘留載波/雙載波信標信號，通過天線轉換為空間電磁波發往地面VLBI測量網的信號接收站，處于不同地理位置的VLBI信號接收站同時接收VLBI測軌信號，經過相關處理后能夠得到與深空探測器軌道信息相關的測量數據。