CN102723981A - 基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，其特征在于，由布置于895km轨道高度的卫星A、卫星D、卫星E和布置于727km轨道高度的卫星B、卫星C组成，这五颗卫星由具有多星异轨部署能力的多星上面级进行轨道部署。还提供相应的形成方法。本发明可以实现通信及网络指标验证、星间遥控转发验证、业务数据网络传输验证、DTN传输功能验证、网络安全性能验证、全网镜像传输功能验证、网络健壮性验证等空间互联网技术的验证，并具有系统规模小、技术验证全面、可通过一次发射完成系统部署的特点。本发明提供的验证系统可以应用到空间互联网技术的在轨演示验证，也可以应用于小型人造卫星星座的空间互联网组网应用。

Description

基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统

技术领域

本发明涉及在轨验证系统构架，具体涉及基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，该验证系统可以应用到空间互联网技术的在轨演示验证，也可以应用于小型人造卫星星座的空间互联网组网应用。

背景技术

我国的空间互联网技术目前已完成了地面验证，尚未进行过在轨验证。空间互联网技术的在轨验证需要解决同轨/异轨卫星网络接入、远距离通信、卫星高速运动及长时延约束下的可靠通信等问题，实现通信及网络指标验证、星间遥控转发验证、业务数据网络传输验证、DTN传输功能验证、网络安全性能验证、全网镜像传输功能验证、网络健壮性验证等空间互联网技术的验证。为此，开展基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统构架设计。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，由布置于895km轨道高度的卫星A、卫星D、卫星E和布置于727km轨道高度的卫星B、卫星C组成，这五颗卫星由具有多星异轨部署能力的多星上面级进行轨道部署。

优选地，每颗卫星上配置空间路由器和S频段赋形波束收发天线，实现空间互联网协议管理、信息的生成、编码、调制、发射、接收、解调、译码和处理。

优选地，空间路由器包括空间路由器计算机和星间无线收发信机，其中，空间路由器计算机包括硬件、底层硬件支持包（BSP）、实时操作系统（RTOS）、空间互联网协议栈和应用程序，无线收发信机实现空间互联网信号的编码、调制、发射、接收、解调和译码。

优选地，所述系统的应用程序中预置多种空间互联网技术验证流程，通过遥控或程控方式实现空间互联网多项技术指标的在轨验证。

优选地，卫星B、卫星C两颗卫星之间相距24km，卫星A、卫星D两颗卫星之间相距99km，卫星A、卫星E两颗卫星之间相距99km。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统的形成方法，包括如下步骤：

步骤一：多星上面级在727km高度轨道上经过调相变轨依次释放卫星B、卫星C；

步骤二：在步骤一的基础上，多星上面级霍曼变轨至895km高度轨道，再经过调相变轨依次释放卫星A、卫星D、卫星E；

步骤三：在步骤二的基础上，卫星B、卫星C按照预定流程开展双星同轨组网验证试验；

步骤四：在步骤二的基础上，卫星A、卫星D、卫星E按照预定流程开展三星同轨组网验证试验；

步骤五：在步骤四的基础上，当卫星B、卫星C这两颗卫星与卫星A、卫星D、卫星E三颗卫星接近时，按照预定流程开展五星异轨组网验证试验；

步骤六：在步骤三、四、五的基础上，卫星通过对地数据传输系统将验证数据发送回地面站，地面站对验证效果开展评估。

本发明采用以上方法，形成基于人造卫星星座的空间互联网技术验证系统构架。利用本发明所提出的空间互联网技术在轨验证系统构架，可以实现通信及网络指标验证、星间遥控转发验证、业务数据网络传输验证、DTN传输功能验证、网络安全性能验证、全网镜像传输功能验证、网络健壮性验证等空间互联网技术的验证，并具有系统规模小、技术验证全面、可通过一次发射实现系统快速部署的特点。

附图说明

图1是用于空间互联网技术在轨验证的人造卫星星座结构。

图2是空间路由器的系统架构。

图3是双星同轨组网验证模式示意图。

图4是三星同轨组网验证模式示意图。

图5是五星异轨组网验证模式示意图。

具体实施方式

如图1所示，基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统构架由布置于895km轨道高度的卫星A、卫星D、卫星E三颗卫星和布置于727km轨道高度的卫星B、卫星C两颗卫星组成。

五颗卫星由具有多星异轨部署能力的多星上面级进行轨道部署。

星座中每颗卫星上配置空间路由器和S频段赋形波束收发天线，实现空间互联网协议管理、信息的生成、编码、调制、发射、接收、解调、译码和处理。空间路由器的架构如图2所示，它主要由空间路由器计算机和星间无线收发信机组成。其中，空间路主要由器计算机由硬件、底层硬件支持包（BSP）、实时操作系统（RTOS）、空间互联网协议栈和应用程序构成。应用程序中预置多种空间互联网技术验证流程，通过遥控或程控方式实现空间互联网多项技术指标的在轨验证。无线收发信机实现空间互联网信号的编码、调制、发射、接收、解调和译码。

图3、图4、图5是空间互联网技术在轨验证系统构架的三种组网验证模式。如图3所示，在双星同轨组网验证模式下，可进行短距离同轨通信及网络指标验证试验、短距离同轨星间遥控转发验证试验、短距离同轨星间遥测转发验证试验、短距离同轨业务数据网络传输验证试验。

如图4所示，在三星同轨组网验证模式下，可进行中距离同轨通信及网络指标验证试验、中距离同轨星间遥控转发验证试验、中距离同轨星间遥测转发验证试验、中距离同轨业务数据网络传输验证试验。

如图5所示，在五星异轨组网验证模式下，可进行异轨通信及网络指标验证试验、异轨星间遥控转发验证试验、异轨星间遥测转发验证试验、异轨业务数据网络传输验证试验、大延迟DTN多跳传输比对试验、网络安全性能验证试验、全网镜像传输功能验证试验、网络健壮性验证试验。

根据本发明提供的基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统的形成过程如下：

步骤一：多星上面级在727km高度轨道上经过调相变轨依次释放卫星B、卫星C两颗卫星；

步骤二，在步骤一的基础上，多星上面级霍曼变轨至895km高度轨道，再经过调相变轨依次释放卫星A、卫星D、卫星E三颗卫星；

步骤三，在步骤一的基础上，卫星B、卫星C两颗卫星按照预定流程开展双星同轨组网验证试验；

步骤四，在步骤二的基础上，卫星A、卫星D、卫星E三颗卫星按照预定流程开展三星同轨组网验证试验；

步骤五，在步骤四的基础上，当卫星B、卫星C两颗卫星与卫星A、卫星D、卫星E三颗卫星接近时，按照预定流程开展五星异轨组网验证试验；

步骤六，在步骤二、三、四的基础上，卫星通过对地数据传输系统将验证数据发送回地面站，地面站对验证效果开展评估。

Claims (6)

1.一种基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，其特征在于，由布置于895km轨道高度的卫星A、卫星D、卫星E和布置于727km轨道高度的卫星B、卫星C组成，这五颗卫星由具有多星异轨部署能力的多星上面级进行轨道部署。

2.根据权利要求1所述的基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，其特征在于：每颗卫星上配置空间路由器和S频段赋形波束收发天线，实现空间互联网协议管理、信息的生成、编码、调制、发射、接收、解调、译码和处理。

3.根据权利要求2所述的基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，其特征在于：空间路由器包括空间路由器计算机和星间无线收发信机，其中，空间路由器计算机包括硬件、底层硬件支持包（BSP）、实时操作系统（RTOS）、空间互联网协议栈和应用程序，无线收发信机实现空间互联网信号的编码、调制、发射、接收、解调和译码。

4.根据权利要求3所述的基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，其特征在于：所述系统的应用程序中预置多种空间互联网技术验证流程，通过遥控或程控方式实现空间互联网多项技术指标的在轨验证。

5.根据权利要求1所述的基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统，其特征在于：卫星B、卫星C两颗卫星之间相距24km，卫星A、卫星D两颗卫星之间相距99km，卫星A、卫星E两颗卫星之间相距99km。

6.一种基于人造卫星星座的空间互联网技术在轨验证系统的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：多星上面级在727km高度轨道上经过调相变轨依次释放卫星B、卫星C；

步骤二：在步骤一的基础上，多星上面级霍曼变轨至895km高度轨道，再经过调相变轨依次释放卫星A、卫星D、卫星E；

步骤三：在步骤二的基础上，卫星B、卫星C按照预定流程开展双星同轨组网验证试验；

步骤四：在步骤二的基础上，卫星A、卫星D、卫星E按照预定流程开展三星同轨组网验证试验；

步骤五：在步骤四的基础上，当卫星B、卫星C这两颗卫星与卫星A、卫星D、卫星E三颗卫星接近时，按照预定流程开展五星异轨组网验证试验；

步骤六：在步骤三、四、五的基础上，卫星通过对地数据传输系统将验证数据发送回地面站，地面站对验证效果开展评估。

Images