CN103869732B - 一种利用agc值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,目的是解决卫星在轨运行时,进入测控区域后上行锁定异常或下行遥测信号的异常情况,从而使扩频应答机能够自主恢复正常工作。本方法是在没有应答机备份设备对比的情况下,通过采用下位机软件判读扩频应答机关键遥测量,包括AGC电压值、上行遥控位同步锁定指示、上行测量帧锁定指示等状态参数,在满足所设置的自主复位条件前提下,对基带进行复位操作,从而解决由空间环境引起的上行失锁或下行遥测信号异常问题,实现卫星扩频应答机在轨异常情况的自主恢复。该方法能够减少地面站的操作干预,并保证卫星在测控区域内时仅自主复位一次,有效提高了扩频应答机的在轨抗单粒子能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种卫星扩频应答机在轨自主恢复方法,特别涉及一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,属于卫星测控领域。
背景技术
当前,大规模集成电路(如FPGA和DSP)在卫星扩频应答机上得到日益广泛的应用,这在降低整星功耗、体积、重量方面发挥了关键作用。但同时,由于卫星工作空间环境的恶劣,上述器件受大量高能粒子及空间辐射的作用,易发生单粒子效应,从而导致扩频应答机在轨发生上行遥控或下行遥测信号锁定异常的问题。当卫星测控子系统只采用单台扩频应答机时,上述异常问题往往导致维系天地间联系的唯一生命线——测控通道的中断,因此将严重影响卫星的在轨稳定运行,甚至使得整个卫星因不可控而完全失效。
为保证应答机的可靠工作,目前卫星上一般采用单独增加另外一台应答机做备份的方法对抗单粒子效应的影响,但该方法除了需要加大硬件成本、增加整星重量功耗外,还需要通过地面发送复位指令才能快速恢复正常,在卫星长期管理期间会为地面测控站引入不必要的麻烦。
因此,当卫星上只采用单台扩频应答机时,使其具有在轨自主恢复功能显得十分紧迫并且必要。实现应答机自主恢复功能的关键是判断进行自主复位的正确时机,从而在克服单粒子效应的同时又不影响过境时的正常测控操作。AGC值是应答机自主采集的一种遥测参数,该参数值的变化准确反映了过境和离境状态上行信号电平的波动情况,因此结合上行遥控锁定标志等其他参数,可作为应答机自主判断是否需要进行自身状态复位的判据。
发明内容
本发明的技术解决问题是:克服现有技术的不足,提供了一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,减少了地面站操作干预,实现卫星扩频应答机在轨异常情况的自主恢复,提高扩频应答机在轨抗单粒子能力。实现了扩频应答机的在轨稳定可靠工作,从而最大程度地保证地面站与卫星之间测控通道的畅通。
本发明的技术解决方案是:
一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,其特征在于步骤如下:
(1)当所述测控应答机上电时,将自主复位功能使能标志设置为0xaa,将自主复位状态Reset_State初始化为0x55,之后进入步骤(2);所述自主复位功能使能标志表示是否使能测控应答机的自主复位功能,当自主复位功能使能标志为0xaa时,表示不使能;为0x55时,表示使能;
(2)判断地面测控站上传的指令,若该指令为自主复位使能指令,则将自主复位功能使能标志赋值为0X55,之后进入步骤(3),若该指令为自主复位禁能指令,则将自主复位功能使能标志赋值为0Xaa,之后进入步骤(3),若地面测控站无上传指令,则保持自主复位功能使能标志的当前值,之后进入步骤(3);
(3)判断当前自主复位功能使能标志是否为使能,如果为使能,则进入步骤(4);否则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);
(4)判断所述测控应答机的当前AGC值是否大于预设AGC门限值,所述AGC值即为自动增益控制值,若大于,则进入步骤(5);否则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);
(5)判断当前自主复位状态Reset_State,若当前自主复位状态Reset_State为0x55,则启动第一计数器,第一计数器计时10s后,进入步骤(6),若当前自主复位状态Reset_State为0xaa,则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);若当前自主复位状态Reset_State为0x5a,则启动第二计数器,第二计数器计时300s后,进入步骤(6);
(6)进行自主复位判别,确定锁定标志位Lock_note的值,如果Lock_note为0x55,则执行自主复位,即生成并发送150ms低脉冲给测控应答机的基带,执行完成后将码组恢复标志MZ_FLAG置为0x55、将当前自主复位状态Reset_State置为0xaa,如果Lock_note为0xaa,则将第二计数器清零,之后进入步骤(7);
(7)判断码组恢复标志MZ_FLAG,若码组恢复标志MZ_FLAG在连续2s时间内保持为0X55不变,则将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0x55,之后进入步骤(8),否则将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0xaa,之后进入步骤(8);
(8)判断码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG及遥测中的DSP引导成功标志,若在码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG为0X55且遥测数据中的DSP引导成功标志为成功状态,则恢复自主复位前的码组状态,并将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0Xaa,从而完成测控应答机在轨自主恢复,之后返回步骤(2),否则直接进入步骤(2)。
所述自主复位判别,确定锁定标志位Lock_note的值具体为:
根据遥测数据中的遥控锁定指示TC_LOCK和测量锁定指示R_LOCK,给锁定标志位Lock_note赋值,当TC_LOCK和R_LOCK均为1时,Lock_note为0xaa,其余情况下Lock_note为0x55。
本发明与现有技术相比的有益效果是:
(1)设置了自主复位使能指令和自主复位禁能指令,地面可根据用户需要使能或者禁止该功能,可控性强;
(2)预设的AGC复位门限值,为可设置参数指令,便于根据在轨实际情况选择适当门限;
(3)避免了在测控弧段外对应答机复位,减少了设备复位次数,降低了因频繁复位引入的风险;
(4)保证在每个测控区内,异常情况下,应答机仅复位一次,避免在测控区内应答机复位后异常现象未解决时,应答机不停复位。
附图说明
图1是本发明方法的流程图;
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的详细描述。
如图1所示,本发明提供了一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,步骤如下:
(1)当所述测控应答机上电时,将自主复位功能使能标志设置为0xaa,将自主复位状态Reset_State初始化为0x55,之后进入步骤(2);所述自主复位功能使能标志表示是否使能测控应答机的自主复位功能,当自主复位功能使能标志为0xaa时,表示禁能;为0x55时,表示使能;
(2)判断地面测控站上传的指令,若该指令为自主复位使能指令,则将自主复位功能使能标志赋值为0X55,之后进入步骤(3),若该指令为自主复位禁能指令,则将自主复位功能使能标志赋值为0Xaa,之后进入步骤(3),若地面测控站无上传指令,则保持自主复位功能使能标志的当前值,之后进入步骤(3);
(3)判断当前自主复位功能使能标志是否为使能,如果为使能,则进入步骤(4);否则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);
(4)判断所述测控应答机的当前AGC值是否大于预设AGC门限值,若大于,则进入步骤(5);否则将第一计数器和第二计数器均清零,并将自主复位状态Reset_State置为0x55,之后进入步骤(7);所述AGC值即为自动增益控制值,测控应答机上电后,预设AGC门限值为2.0V,由于用户星在轨实际情况无法准确预测,设计了AGC预设门限值修改指令,该指令为带参指令,可通过地面测控站发送带有预设参数的指令,修改AGC预设门限置,AGC预设门限值修改指令参数可变范围及换算关系见表1;
表1
(5)判断当前自主复位状态Reset_State,若当前自主复位状态Reset_State为0x55,则启动第一计数器,第一计数器计时10s后,进入步骤(6),若当前自主复位状态Reset_State为0xaa,则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);若当前自主复位状态Reset_State为0x5a,则启动第二计数器,第二计数器计时300s后,进入步骤(6);所述自主复位状态Reset_State,表示当前是否具备自主复位的条件,自主复位状态Reset_State为0X55时,表明当前测控应答机具备进行自主复位的条件;为0xaa时,表明当前测控应答机不具备进行自主复位的条件,在同一测控弧段中,若测控应答机复位过一次后,即把当前自主复位状态(Reset_State)置为0xaa,使测控应答机不具备自主复位的条件;为0x5a时,表明当前测控应答机处于自主复位诊断等待状态,此状态下每隔300s判断进行一次自主复位判别;
(6)进行自主复位判别,确定锁定标志位Lock_note的值,如果Lock_note为0x55,则执行自主复位,即生成并发送150ms低脉冲给测控应答机的基带,执行完成后将码组恢复标志MZ_FLAG置为0x55、将当前自主复位状态Reset_State置为0xaa,如果Lock_note为0xaa,则将第二计数器清零,之后进入步骤(7);所述锁定标志位Lock_note,是根据测控应答机遥测量遥控通道位同步锁定指示TC_LOCK和测量通道帧同步锁定指示R_LOCK得出的,当TC_LOCK和R_LOCK均为1时,Lock_note为0xaa,其余情况下Lock_note为0x55,其对应关系见表2;
表2
TC_LOCK | R_LOCK | Lock_note |
0 | 0 | 0x55 |
0 | 1 | 0x55 |
1 | 0 | 0x55 |
1 | 1 | 0xaa |
0 | 0 | 0x55 |
0 | 1 | 0x55 |
1 | 0 | 0x55 |
1 | 1 | 0xaa |
0 | 0 | 0x55 |
0 | 1 | 0x55 |
1 | 0 | 0x55 |
1 | 1 | 0xaa |
(7)判断码组恢复标志MZ_FLAG,若码组恢复标志MZ_FLAG在连续2s时间内保持为0X55不变,则将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0x55,之后进入步骤(8),否则将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0xaa,之后进入步骤(8);所述码组恢复标志MZ_FLAG,是测控应答机执行了自主复位后,用来判断是否将复位前码组恢复的条件之一,码组恢复标志MZ_FLAG在测控应答机上电初始化时被赋值为0xaa,基带执行自主复位后将MZ_FLAG置为0x55,即测控应答机具备了执行码组恢复的一个条件;当测控应答机完成一次完整的自主复位后,即恢复了自主复位前的码组状态,则将码组恢复标志MZ_FLAG置为0xaa,此时不具备码组恢复的条件;
(8)判断码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG及遥测中的DSP引导成功标志,若在码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG为0X55且遥测数据中的DSP引导成功标志为成功状态,则恢复自主复位前的码组状态,从而完成测控应答机在轨自主恢复,之后返回步骤(2),否则直接进入步骤(2),所述码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG,是用来判断是否将复位前码组恢复的条件之二,当码组恢复标志MZ_FLAG稳定2s保持为0x55时,码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG被置为0x55,防止误判码组恢复标志MZ_FLAG,提高了判断的可靠性,在执行码组恢复后,码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG被置为0xaa。
我国某型号卫星已首次在星上扩频应答机中采用了该在轨自主恢复方法,经过在轨测试表明,应用了本发明方法后,扩频应答机因单粒子效应发生功能异常后,在地面测控站已将用户星测控应答机设置为自主复位功能使能及预设好AGC门限值的情况下,不再需要地面测控站人工干预,测控应答机能够及时完成自主基带复位,使应答机短时间内自主恢复正常工作,对测控区内的正常测控任务不会产生影响,能够满足任务的指标要求,有效地保障了天地测控通道的畅通。
本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。
Claims (2)
1.一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,其特征在于步骤如下:
(1)当所述测控应答机上电时,将自主复位功能使能标志设置为0xaa,将自主复位状态Reset_State初始化为0x55,之后进入步骤(2);所述自主复位功能使能标志表示是否使能测控应答机的自主复位功能,当自主复位功能使能标志为0xaa时,表示不使能;为0x55时,表示使能;
(2)判断地面测控站上传的指令,若该指令为自主复位使能指令,则将自主复位功能使能标志赋值为0X55,之后进入步骤(3),若该指令为自主复位禁能指令,则将自主复位功能使能标志赋值为0Xaa,之后进入步骤(3),若地面测控站无上传指令,则保持自主复位功能使能标志的当前值,之后进入步骤(3);
(3)判断当前自主复位功能使能标志是否为使能,如果为使能,则进入步骤(4);否则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);
(4)判断所述测控应答机的当前AGC值是否大于预设AGC门限值,所述AGC值即为自动增益控制值,若大于,则进入步骤(5);否则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);
(5)判断当前自主复位状态Reset_State,若当前自主复位状态Reset_State为0x55,则启动第一计数器,第一计数器计时10s后,进入步骤(6),若当前自主复位状态Reset_State为0xaa,则将第一计数器和第二计数器均清零,之后进入步骤(7);若当前自主复位状态Reset_State为0x5a,则启动第二计数器,第二计数器计时300s后,进入步骤(6);
(6)进行自主复位判别,确定锁定标志位Lock_note的值,如果Lock_note为0x55,则执行自主复位,即生成并发送150ms低脉冲给测控应答机的基带,执行完成后将码组恢复标志MZ_FLAG置为0x55、将当前自主复位状态Reset_State置为0xaa,如果Lock_note为0xaa,则将第二计数器清零,之后进入步骤(7);
(7)判断码组恢复标志MZ_FLAG,若码组恢复标志MZ_FLAG在连续2s时间内保持为0X55不变,则将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0x55,之后进入步骤(8),否则将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0xaa,之后进入步骤(8);
(8)判断码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG及遥测中的DSP引导成功标志,若在码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG为0X55且遥测数据中的DSP引导成功标志为成功状态,则恢复自主复位前的码组状态,并将码组恢复使能标志MZ_EN_FLAG置为0Xaa,从而完成测控应答机在轨自主恢复,之后返回步骤(2),否则直接进入步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的一种利用AGC值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法,其特征在于:所述自主复位判别,确定锁定标志位Lock_note的值具体为:
根据遥测数据中的遥控锁定指示TC_LOCK和测量锁定指示R_LOCK,给锁定标志位Lock_note赋值,当TC_LOCK和R_LOCK均为1时,Lock_note为0xaa,其余情况下Lock_note为0x55。
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