[發(fā)明專利]星地/中繼一體化測控系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011221748.6
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN112398506B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張銘;劉會杰;梁旭文;劉磊;高括;楊杰峰;陳曉慶;李立
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號: H04B1/69
• 分類號: H04B1/69;H04B7/185;H04W4/024;H04W12/02;H04W84/06
• 代理公司: 上海智晟知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31313
• 代理人: 張東梅;李鏑的

本發(fā)明提供了一種星地/中繼一體化測控系統(tǒng)，包括天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)，中繼功放；微波網(wǎng)絡(luò)；星地測控全向收發(fā)天線；星地/中繼測控收發(fā)天線；中繼測控發(fā)射天線；星載計(jì)算機(jī)；以及其中天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)通過微波網(wǎng)絡(luò)與星地測控全向收發(fā)天線和星地/中繼測控收發(fā)天線連接，其中天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)通過微波網(wǎng)絡(luò)與中繼功放連接，進(jìn)而通過中繼功放與中繼測控發(fā)射天線連接，其中天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)負(fù)責(zé)接收并解擴(kuò)解調(diào)中繼衛(wèi)星發(fā)送過來的前向鏈路信號，將解擴(kuò)解調(diào)之后的遙控PCM碼流輸出給星載計(jì)算機(jī)；接收星載計(jì)算機(jī)發(fā)送過來的整星遙測PCM碼流，將遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼以及擴(kuò)頻調(diào)制后輸出給中繼功放，通過中繼測控發(fā)射天線發(fā)射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天測控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種星地/中繼天地一體化的測控系統(tǒng)。

背景技術(shù)

衛(wèi)星在軌期間對突發(fā)應(yīng)急及實(shí)時性操作有較高的要求，由于衛(wèi)星可用地面站的位置限制，當(dāng)衛(wèi)星位于地面測控系統(tǒng)的弧段外，或由于地面測控系統(tǒng)資源緊張，需要執(zhí)行應(yīng)急測控任務(wù)時，可以通過中繼衛(wèi)星完成衛(wèi)星的遙測遙控任務(wù)及載荷業(yè)務(wù)。

為了同時滿足測控和中繼的測控需求，測控方案的設(shè)計(jì)需要包括對地測控和中繼測控兩種模式。現(xiàn)有的測控系統(tǒng)組成如圖1所示，測控系統(tǒng)包括測控應(yīng)答機(jī)、微波網(wǎng)絡(luò)、中繼終端、中繼功放、測控收發(fā)天線、中繼收發(fā)天線等。其中，中繼終端由中繼基帶處理單元、發(fā)射通道和接收通道三部分組成，其功能是負(fù)責(zé)調(diào)制并轉(zhuǎn)發(fā)來自星載計(jì)算機(jī)的返向遙測數(shù)據(jù)和解調(diào)來自中繼衛(wèi)星的前向遙控?cái)?shù)據(jù)。測控應(yīng)答機(jī)由擴(kuò)頻基帶處理單元和發(fā)射接收通道組成，主要負(fù)責(zé)調(diào)制并轉(zhuǎn)發(fā)來自星載計(jì)算機(jī)的下行遙測數(shù)據(jù)和解調(diào)來自地面站的上行遙控?cái)?shù)據(jù)。由于中繼測控和對地測控的測控頻率和測控體制相互獨(dú)立，其可以選用不同的頻率，不同的體制。所以中繼終端和測控應(yīng)答機(jī)設(shè)計(jì)為兩個不同的單機(jī)。

這種現(xiàn)有的測控方案由于地面測控和中繼測控不同頻、不同碼，所以對地通道和中繼通道相互獨(dú)立，對地基帶處理模塊，收發(fā)通道設(shè)計(jì)在測控應(yīng)答機(jī)中。中繼基帶處理模塊，收發(fā)通道設(shè)計(jì)在中繼終端中。中繼測控需要中繼收和中繼發(fā)兩種天線，對地測控需要一個對天的收發(fā)天線和一個對地的收發(fā)天線。整個測控系統(tǒng)包括5臺單機(jī)，4個天線。這種設(shè)計(jì)方法使用的系統(tǒng)重量較大、成本較高，難以滿足小衛(wèi)星對輕量化和低成本的需求。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有的測控方案使用的系統(tǒng)重量較大、成本較高，難以滿足小衛(wèi)星對輕量化和低成本的需求等問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種星地/中繼一體化測控系統(tǒng)，包括：

天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)，

中繼功放；

微波網(wǎng)絡(luò)；

星地測控全向收發(fā)天線；

星地/中繼測控收發(fā)天線；

中繼測控發(fā)射天線；

星載計(jì)算機(jī)；以及

其中天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)通過微波網(wǎng)絡(luò)與星地測控全向收發(fā)天線和星地/中繼測控收發(fā)天線連接，

其中天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)通過微波網(wǎng)絡(luò)與中繼功放連接，進(jìn)而通過中繼功放與中繼測控發(fā)射天線連接，

其中天地一體化擴(kuò)頻測控應(yīng)答機(jī)負(fù)責(zé)接收并解擴(kuò)解調(diào)中繼衛(wèi)星發(fā)送過來的前向鏈路信號，將解擴(kuò)解調(diào)之后的遙控PCM碼流輸出給星載計(jì)算機(jī)；接收星載計(jì)算機(jī)發(fā)送過來的整星遙測PCM碼流，將遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行信道編碼以及擴(kuò)頻調(diào)制后輸出給中繼功放，通過中繼測控發(fā)射天線發(fā)射；

采用地面測控和中繼測控同頻同碼的設(shè)計(jì)方案，中繼測控和對地測控共用同一個基帶處理單元，將中繼終端和測控應(yīng)答機(jī)合為一個單機(jī)，即天地一體化測控應(yīng)答機(jī)。

可選的，在所述的星地/中繼一體化測控系統(tǒng)中，BD/GPS接收天線，所述BD/GPS接收天線與星載計(jì)算機(jī)內(nèi)的BD/GPS接收單元相連接，將接收到的BD/GPS導(dǎo)航信號送給BD/GPS接收單元進(jìn)行信號處理，