[發明專利]一種應用于低軌衛星的星載短報文遙控遙測傳輸系統

在審

• 申請號: 202110787682.5
• 申請日: 2021-07-13
• 公開（公告）號: CN114389673A
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 沈晨陽;邢斯瑞;陳茂勝;賀小軍;安向東;張士偉;金宇婷
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L12/40;H04W4/14
• 代理公司: 長春眾邦菁華知識產權代理有限公司 22214
• 代理人: 李青

一種應用于低軌衛星的星載短報文遙控遙測傳輸系統涉及衛星通信技術領域，解決傳統低軌衛星受限于地面測控網的覆蓋范圍，在測控范圍外無法進行測控業務的問題。該系統包括：數據中心、北斗地面終端、北斗GEO衛星系統、低軌衛星和地面測控站；數據中心生成衛星的遙控指令，由所述北斗地面終端發送至北斗GEO衛星系統，北斗GEO衛星系統通過S頻段鏈路轉發至低軌衛星；低軌衛星發出衛星的遙測數據，通過L頻段鏈路發送至北斗GEO衛星系統，北斗GEO衛星系統轉發給北斗地面終端，最終由數據中心接收，從而實現測控業務。本發明以較小的系統復雜度、功耗、尺寸、重量等代價，大幅的擴大了測控范圍。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，一種應用于低軌衛星的星載短報文遙控遙測傳輸系統。

背景技術

在目前低軌衛星中，星地測控業務主要由星載計算機、測控應答機、測控天線和地面測控站配合完成，其中測控應答機可以根據信息速率選擇S頻段、X頻段等，如圖1所示。遙控指令由地面測控站發送，經測控天線、測控應答機，最終由星載計算機接收；衛星遙測信息由星載計算機發出，經測控應答機、測控天線下傳地面，最終由地面測控站接收。

圖2顯示了以“喀什——佳木斯——三亞”3處地面站為基礎的地面測控網的最大覆蓋范圍，根據仿真計算，地軌衛星每天最大可測控時長約為7000秒。可以看出，覆蓋范圍主要集中在亞太地區，若超出此覆蓋范圍，則無法進行測控業務，上注指令、接收遙測數據等。同時，根據低軌衛星的軌道特性，軌道周期通常為1～2小時，假如衛星在測控范圍外出現異常、應急響應等突發情況，則至少需要1～2小時后，衛星再次進入測控范圍，才能進行處理，這對于衛星安全、執行任務的時效性都是很大的不利因素。

現有的擴大測控范圍的方法是利用天鏈、天通等數據中繼衛星進行中繼測控，工作原理如圖3所示。由于中繼衛星一般位于地面上空36000千米的地球同步軌道上，覆蓋范圍相對較大，但是中繼衛星數量較少，因此中繼測控應答機在設計時，考慮與中繼衛星的通信距離很大，通常要求在44000千米以上，這就要求中繼測控應答機的發射功率、中繼測控天線的增益都相對于傳統測控應答機大很多，因此中繼測控應答機的功耗通常都很大，并且需要對衛星平臺的供電能力、散熱能力、姿態指向能力提出了很高的要求。并且，這種方法提高了系統復雜度，在星地接口對接、地面數據接口對接等方面增加了很多工作量。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了一種應用于低軌衛星的星載短報文遙控遙測傳輸系統，重在解決傳統低軌衛星受限于地面測控網的覆蓋范圍，在測控范圍外無法進行測控業務的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種應用于低軌衛星的星載短報文遙控遙測傳輸系統，該系統包括：數據中心、北斗地面終端、北斗GEO衛星系統、低軌衛星和地面測控站；所述數據中心生成衛星的地面遙控指令，由所述北斗地面終端發送至所述北斗GEO衛星系統，所述北斗GEO衛星系統通過S頻段鏈路轉發至所述低軌衛星；所述低軌衛星發出衛星的星上遙測數據，通過L頻段鏈路發送至所述北斗GEO衛星系統，所述北斗GEO衛星系統轉發給所述北斗地面終端，最終由數據中心接收，從而實現測控業務。

優選的，所述低軌衛星包括：星載計算機、星載短報文端機和短報文天線；所述北斗GEO衛星系統將地面遙控指令通過S頻段鏈路經由短報文天線轉發給短報文端機，所述星載計算機通過CAN總線接收短報文端機發送的信息；星上遙測信息由星載計算機通過CAN總線發出，星載短報文端機接收后，由短報文天線通過L頻段鏈路發送至北斗GEO衛星系統。

優選的，所述低軌衛星包括：測控應答機和測控天線；所述數據中心生成衛星的遙控指令，由地面測控站發送，經測控天線發送至測控應答機，星載計算機通過CAN總線接收測控應答機發送的信息；衛星遙測信息由星載計算機發出，通過CAN總線經測控應答機，測控天線下傳地面，最終由地面測控站接收。

優選的，所述北斗GEO衛星系統包括N顆衛星，N≥1。

本發明的有益效果是：