CN104460427B - 模块化微型卫星平台综合电子系统 - Google Patents

模块化微型卫星平台综合电子系统 Download PDF

Info

Publication number
CN104460427B
CN104460427B CN201410608480.XA CN201410608480A CN104460427B CN 104460427 B CN104460427 B CN 104460427B CN 201410608480 A CN201410608480 A CN 201410608480A CN 104460427 B CN104460427 B CN 104460427B
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
spread spectrum
control
instruction
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410608480.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN104460427A (zh
Inventor
陈杰
周世宏
赵瑞峰
刘利军
刘正全
孙建亮
倪涛
李秀伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Original Assignee
Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Satellite Engineering filed Critical Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority to CN201410608480.XA priority Critical patent/CN104460427B/zh
Publication of CN104460427A publication Critical patent/CN104460427A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104460427B publication Critical patent/CN104460427B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

本发明提供了一种模块化微型卫星平台综合电子系统,包括:处理器模块,用于实现程序运行、数据存储和处理;遥测采集模块,用于完成模拟量遥测采集和数据发送;指令模块,用于接收扩频测控模块输出的遥控PCM信号、解析遥控指令和输出指令脉冲;串口通信模块,用于实现处理器模块与平台单机、处理器模块与其它综合电子模块串口通信;扩频测控模块,用于实现遥测、遥控和测距;导航模块,用于实现GPS/BD定位定时功能;功率驱动模块,用于按照控制要求实现电流驱动加热器、电磁阀、自锁阀和磁力矩器;配电模块,用于按照控制要求对平台单机加断电。本发明实现了功能综合、集中控制,便于功能扩展,具有通用性,适合微型卫星应用。

Description

模块化微型卫星平台综合电子系统
技术领域
本发明涉及卫星星载电子技术领域,尤其涉及微型卫星综合电子技术,具体地,涉及模块化微型卫星平台综合电子系统。
背景技术
综合电子系统先起源于航空工业。随着战斗机火控能力提高,原先分散式的火控系统朝着分布式集中控制的综合化方向发展,形成了以总线为基础,以火控计算机为管理中心,将飞机上以前独立的各功能子系统集成在一起构成功能分布式集中控制的计算机网络,实现了信息和功能的交互综合。
航空综合化电子系统技术的不断成熟,各航天公司将此技术引入到卫星平台的设计与开发中,形成了卫星综合电子系统。卫星综合电子系统,是一个对信息的采集、处理、分配和存储的系统,是一个在苛刻空间限制条件下,对密集性很高且复杂的航天电子系统进行信息和功能综合的系统。综合电子系统是航天器中与姿轨控、热控、能源、结构机构系统并列的五大平台系统之一,除完成遥测、遥控、程控和校时等任务外,还为平台和有效载荷提供全面、综合服务与管理。
微型卫星(100Kg~10Kg)的优点是成本低、研制周期短,特别是随着卫星部组件微型化发展,微型卫星功能越来越强,是传统骨干卫星的补充和应急增强,应用前景广阔。
典型微型遥感卫星平台综合电子采用功能分布、集中控制方式。星上平台计算机作为中心,与应答机、姿控、推进、能源、有效载荷通过CAN总线和异步通信方式,见图4。微型卫星功能密度高、体积小,综合电子采用功能分布体制时,功能综合性不强。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供了一种模块化微型卫星平台综合电子系统,实现功能综合、集中控制,便于功能扩展,具有通用性,适合微型卫星应用。
根据本发明提供的一种模块化微型卫星平台综合电子系统包括如下模块:
处理器模块,用于实现程序运行、数据存储和处理;
遥测采集模块,用于完成模拟量遥测采集和数据发送;
指令模块,用于接收扩频测控模块输出的遥控PCM信号、解析遥控指令和输出指令脉冲;
串口通信模块,用于实现处理器模块与平台单机、处理器模块与其它综合电子模块串口通信;
扩频测控模块,用于实现遥测、遥控和测距;
导航模块,用于实现GPS/BD定位定时功能;
功率驱动模块,用于按照控制要求实现电流驱动加热器、电磁阀、自锁阀和磁力矩器;
配电模块,用于按照控制要求对平台单机加断电;
其中:
通用处理器模块连接扩频测控模块、串口通信模块,指令模块连接扩频测控模块、串口通信模块,串口通信模块连接遥测采集模块、导航模块、配电模块、功率驱动模块。
优选地,还包括电源控制器单机,功率驱动模块和配电模块放置于电源控制器单机内。
优选地,所述处理器模块、遥测采集模块、指令模块、串口通信模块、扩频测控模块和导航模块,采用模块堆叠方式,构成综合电子单机,模块间采用高密度板间连接器实现综合电子单机模块间通信。见图3。
优选地,综合电子单机采用增加基本模块方式实现功能扩展。
优选地,处理器模块、遥测采集模块、指令模块、串行通信模块、扩频测控模块和导航模块外形尺寸均为100mm×100mm。见图2。
优选地,采用双套扩频测控模块,接收通道热备份,发射通道功放开关可控。
优选地,所述遥测采集模块,用于从多个模拟遥测输入通道中轮流选择其中之一,进行A/D变换,转换后的数据打包通过串口通信模块发送给处理器模块;
所述遥测采集模块包括AD控制模块、数据寄存器、AD控制寄存器、状态寄存器以及数据缓存区;
具体过程是AD控制模块完成模拟量的采集并放入数据寄存器,AD控制模块设置AD控制寄存器、状态寄存器以及数据缓存区,由软件写AD控制寄存器启动一个周期的AD采集,待AD控制模块完成所有通道采集后设置状态寄存器作为数据采集完成标志,获得标记后,通过读取数据缓存区获取AD采集数据;同时遥测采集模块向处理器模块发送本身数字量遥测;遥测采集模块采用大容量FPGA控制信号选通、采样和串口通信。
优选地,指令模块接收扩频测控模块的A、B两路PCM信号,进行指令译码,支持输出8路直接指令脉冲;指令模块通过串口通信模块接收处理器模块发送的指令信息,并执行,同时指令模块向处理器模块发送本身数字量遥测;指令模块同时接收星箭分离信号,判别星箭分离结果,并将星箭分离结果通过串口通信模块发送给处理器模块;8路直接遥控指令具体包括处理器复位、遥测采集模块复位、遥控模块复位、串口通信模块复位、扩频测控A复位、扩频测控B复位、放电开关通、放电开关断;指令模块采用大容量FPGA控制,实现指令译码、指令电平输出、OC门输出和串口通信。
优选地,扩频测控模块,包括扩频测控射频模块、扩频测控中频模块;
扩频测控射频模块包括本振、接收机和功放三部分;本振通过锁相倍频产生,提供接收一本振、二本振,BPSK调制本振;接收机将通过测控天线接收的上行小信号二次放大、变频为中频信号,送扩频测控中频模块;功放将扩频测控中频模块发送的下行信号进行功率放大,送天线辐射;同时扩频测控射频模块向处理器模块发送本身数字量遥测;
扩频测控中频模块包括四部分:
一是中频接收信号A/D转换电路,负责将扩频测控射频模块发送的上行中频模拟信号转换为数字信号;
二是快捕电路,实现伪码和载波的捕获;
三是通道信号处理电路,对上行信号进行载波剥离、码剥离、载波跟踪与锁定、伪码跟踪与锁定,并在下行测量帧的帧同步下降沿对一路上行测量信号的跟踪锁定状态和通道处理结果进行采样,获取一路上行测量信号的环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位以及一路上行测量信号的信噪比;对遥控信号进行载波剥离、码剥离、载波跟踪与锁定、伪码跟踪与锁定、数据位跟踪和锁定,载波环、码环、位同步环同时工作;提取数据位同步脉冲,完成数据解调,并将解调数据连同遥控PN码锁定指示一起传给处理器模块和指令模块;
四是主控电路,读取由通道信号处理电路在下行测量帧同步时刻采样得到的一路上行测量信号的环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位,将环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位按照一定格式组帧后形成下行测量帧,扩频和载波直接BPSK调制后输出给扩频测控射频模块;同时扩频测控中频模块向处理器模块发送本身数字量遥测。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明为克服微型卫星功能分布的综合电子功能综合性不强,在50Kg公斤卫星(含平台和有效载荷重量)平台研制中,结合国内单机、部组件技术现状,提出了功能综合、集中控制的模块化综合电子系统。
2、本发明是先进、经济、实用的微型卫星通用平台,可以完成通信、遥感和技术试验任务;采用太阳同步轨道(降交点地方时8:00);控制采用三轴稳定、零动量方式;液氨推进;标准扩频工程测控体制;适应搭载发射。平台信息流设计以综合电子为中心,平台信息流见图5。
3、本发明采用ADA语言,使用语言本身自带多任务调度内核;时间要求高的驱动软件采用C和汇编语言完成。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为微型卫星平台模块化综合电子组成示意图(虚框内部分)。
图2为综合电子模块结构示意图。
图3为综合电子单机示意图。
图4为典型微型遥感卫星功能分布综合电子示意图。
图5为50Kg级卫星的平台信息流示意图。
图6为典型功能集中的综合电子配置示意图。
图7为典型功能集中的综合电子信息流示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在一个实施例中,本发明的综合电子功能如下:
遥测数据采集、存储和组帧;
接收遥控基带信号,进行信息解码,并执行相应的控制;
平台管理与程序控制;
平台工程数据存储;
硬件检错和软件容错;
控制平台单机供配电;
自主能源管理;
实现主动热控;
完成姿轨控控制;
控制火工品的起爆,下传解锁遥测;
产生星上时基,统一星上时间,支持地面校时及GPS/BD秒脉冲校时;
具有扩频测控通信功能(遥测、遥控和测距);
具有GPS/BD导航功能。
本发明采用模块化方式,基本模块如下:
通用处理器模块实现程序运行、数据存储和处理;
遥测采集模块完成模拟量遥测采集,数据发送;
指令模块接收应答机遥控PCM信号、遥控指令解码和输出指令脉冲;
串口通信模块实现处理器模块与平台单机、处理器模块与其它综合电子单机模块串口通信;
扩频测控模块实现遥测、遥控和测距,具体分为射频模块和中频模块;
导航模块实现GPS/BD定位定时功能;
功率驱动模块按照控制要求电流驱动加热器、电磁阀、自锁阀和磁力矩器;
配电模块按照控制要求对平台单机加断电。
为消除电流变化干扰,配电模块、功率驱动模块放置在电源控制器(PCDU)单机,通过RS422串口与综合电子单机处理器模块通信。
除功率驱动和配电模块外,其它模块外形尺寸100mm*100mm。
综合电子单机采用模块堆叠方式,模块间采用高密度板间连接器、RS422和自定义串口通信实现综合电子单机模块间通信。
综合电子单机功能扩展采用增加基本模块方式,增加对板间连接器空白接点使用定义。
微型卫星搭载发射,火箭整流罩没有专门设置微型卫星使用的测控射频信号透波口,塔架测试发射过程中微型卫星测控下行功放关机,不发射射频信号。微型卫星综合电子设置应答机A功放开、应答机A功放关、应答机B功放开、应答机B功放关等控制功能,实现接收通道热备份、发射通道功放开关可控。
接下来对本发明进行详细的描述。
本发明公开了一种50Kg公斤卫星(含平台和有效载荷重量)平台模块化综合电子系统,实现平台功能和信息综合;采用模块方式,便于功能扩展;具有通用性,适合微型卫星(100Kg~10Kg)应用。
基本模块包括处理器模块、遥测采集模块、指令模块、串行通信模块、扩频测控模块(包括射频和中频)、导航模块、配电模块和功率驱动模块。通用处理器模块实现程序运行、数据存储和处理;遥测采集模块完成模拟量遥测采集和数据发送;指令模块接收遥控PCM信号、解析遥控指令和输出指令脉冲;串口通信模块实现处理器模块与平台单机、处理器模块与其它综合电子单机模块串口通信;扩频测控模块(包括射频和中频)实现遥测、遥控和测距;导航模块实现GPS/BD定位定时功能;功率驱动模块按照控制要求实现电流驱动加热器、电磁阀、自锁阀和磁力矩器;配电模块按照控制要求对平台单机加断电。
为消除电流变化干扰,配电模块、功率驱动模块放置在电源控制器(PCDU)单机,通过RS422串口与综合电子单机处理器模块通信。
综合电子单机由处理器模块、遥测采集模块、指令模块、串口通信模块、扩频测控模块(包括射频和中频)和导航模块堆叠实现,模块间采用板间连接器实现串口通信。
除功率驱动和配电模块外,其它模块外形尺寸均为100mm×100mm。
为保证测控通道工作可靠,综合电子扩频测控模块配置双套:扩频测控A和扩频测控B。
模块化微型卫星综合电子典型组成见图6,支持微型卫星应用。
表1 模块化综合电子模块典型配置
模块名称 模块数量 模块位置
处理器模块 1 综合电子单机
遥测模块 1 综合电子单机
指令模块 1 综合电子单机
串口通信模块 1 综合电子单机
扩频测控射频模块 2 综合电子单机
扩频测控中频模块 2 综合电子单机
导航模块 1 综合电子单机
功率驱动模块 1 电源控制器单机
配电模块 1 电源控制器单机
综合电子支持直接遥控指令和间接遥控指令。直接指令用于重要控制,不经过处理器模块处理,通过硬通道完成译码和执行,执行过程是扩频测控模块解调出PCM码,送指令模块直接译码输出。间接指令用于卫星常规控制,指令需要经过处理器模块处理后再向外发送,包括加热器指令、推进指令、电源指令等。
综合电子处理器模块采集数字量遥测;遥测模块采集的模拟量遥测,通过串口通信模块打包送处理器模块;处理器采集数字量遥测,遥测组帧后送扩频模块。
模块化微型卫星综合电子信息流见图7。
卫星电源控制器输出母线12V和二次转换电压+5V、12V、-12V,提供综合电子使用。
表2 综合电子供电
表3 综合电子性能指标
处理器模块中CPU选用国产化的1750指令架构处理器PM1757;选用大容量FPGA作为整板逻辑控制;存储器选择3D-plus的8G容量FLASH芯片,用以存储程序和关键数据;而引导程序则选用成熟稳定的32KPROM芯片——28F256;RAM选用3D-plus的DSR4M08CS1271SRAM,为512K*8位的容量,用以存储临时的数据,缓存数据;设置两路CAN总线、一路采用RS422电平的串口通信(处理器模块与串口通信模块间)和二路标准异步RS422(处理器模块与扩频测控模块A、B);CAN总线电路主要由CAN总线控制器和CAN总线收发器组成,CAN总线控制器选用SJA1000,CAN总线收发器选用PCA82C250。处理器模块采集数字量遥测和A/D采样后的模拟量遥测,进行遥测组帧,遥测PCM信号送扩频测控中频模块A、B;译码间接指令和校验注入数据;执行平台管理程序控制和姿轨控程序控制。
遥测采集模块是从多个模拟遥测输入通道中轮流选择其中之一,进行A/D变换,转换后的数据打包通过串口通信模块发送给处理器模块。具体过程是AD控制自主完成模拟量的采集并放入数据寄存器,AD控制模块设置AD控制寄存器、状态寄存器以及数据缓存区,由软件写AD控制寄存器启动一个周期的AD采集,待AD控制模块完成所有通道采集后设置状态寄存器——数据采集完成标志,软件获得标记后,通过读取数据缓存获取AD采集数据。同时遥测采集模块向处理器模块发送本身数字量遥测。遥测采集模块采用大容量FPGA控制信号选通、采样和串口通信。
指令模块接收扩频测控中频模块A、B两路PCM信号,进行指令译码,支持输出8路直接指令脉冲(OC门和电平)。指令模块通过串口通信模块接收处理器模块发送的指令信息,并执,同时指令模块向处理器模块发送本身数字量遥测;该模块同时接收星箭分离信号,判别星箭分离结果,并将星箭分离结果通过串口通信模块发送给处理器模块;8条直接遥控指令具体包括处理器复位、遥测采集模块复位、遥控模块复位、串口通信模块复位、扩频测控A复位(包括射频和中频)、扩频测控B复位(包括射频和中频)、放电开关通、放电开关断。指令模块采用大容量FPGA控制,实现指令译码、指令电平输出、OC门输出和串口通信。
串口通信模块完成综合电子串口通信功能,具体包括处理器模块和姿控单机(三台飞轮、一台三轴磁强计、一台微机械陀螺、一台星敏感器)通信、处理器模块和电源控制器的通信、处理器模块和遥测采集模块通信、处理器模块和指令模块的通信、处理器模块和导航模块的通信。串口通信板设计上输入24路,输出24路;实际使用输入13路,输出15路,其他接口备份。同时串口通信模块向处理器模块发送本身数字量遥测。串行通信模块是以FPGA为主体的控制逻辑单元,422电平接口芯片(含输出芯片DS26C31、DS26C32)组成,并设计了1片外部缓存,提供通信所需的发送、接收缓存。
表3 综合电子串口通信表
进行双向串口通信的模块(单机)名称 通信方式
模块(单机) 模块(单机)
串口通信模块 飞轮(三台) 标准异步RS422
串口通信模块 星敏 标准异步RS422
串口通信模块 微机械陀螺 标准异步RS422
串口通信模块 PCDU 标准异步RS422
串口通信模块 指令模块 标准异步RS422
串口通信模块 遥测采集模块 标准异步RS422
串口通信模块 指令模块 标准异步RS422
串口通信模块 导航模块 标准异步RS422
串口通信模块 综电测试口 标准异步RS422
串口通信模块 动力学测试口 标准异步RS422
串口通信模块 处理器模块 RS422电平
串口通信模块 地面测试遥测有线码 RS422电平
串口通信模块 地面测试遥测有线钟 RS422电平
导航模块采用北京微电子技术研究所自主研制开发的BMOS2-100卫星导航信号处理芯片。BMOS2-100从天线输入到串行输出的整个信号处理链包含在一个单独的模块当中,芯片重5g。BMOS2-100芯片将射频前端、基带处理、定位软件高度集成,具有低功耗、小体积、高可靠、高性能等特点,可接收GPS信号L1频点(1575.42MHz)和BD-2信号B1频点(1561.098MHz),具有并行32个独立可编程通道,能够提供高精度的载体三维位置、速度、时间信息以及原始观测数据等。同时导航模块向处理器模块发送本身数字量遥测。
扩频测控射频模块包括本振、接收机和功放三部分。本振通过锁相倍频产生,提供接收一本振、二本振,BPSK调制本振。接收机将测控天线接收的上行小信号二次放大、变频为中频信号,送扩频测控中频模块。功放将扩频测控中频模块发送的下行信号进行功率放大,送天线辐射。同时扩频测控射频模块向处理器模块发送本身数字量遥测。
扩频测控中频模块包括四部分。一是中频接收信号A/D转换电路,负责将扩频测控射频模块发送的上行中频模拟信号转换为数字信号。二是快捕电路,实现伪码和载波的捕获。三是通道信号处理电路,对上行信号进行载波剥离、码剥离、载波跟踪与锁定、伪码跟踪与锁定,并在下行测量帧的帧同步下降沿对一路上行测量信号的跟踪锁定状态和通道处理结果进行采样,获取一路上行测量信号的环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位以及一路上行测量信号的信噪比;对遥控信号进行载波剥离、码剥离、载波跟踪与锁定、伪码跟踪与锁定、数据位跟踪和锁定,载波环、码环、位同步环同时工作;提取数据位同步脉冲,完成数据解调,并将解调数据连同遥控PN码锁定指示一起传给处理器模块和指令模块。四是主控电路,读取由通道处理电路在下行测量帧同步时刻采样得到的一路上行测量信号的环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位,将上述信息按一定格式组帧后形成下行测量帧,扩频和载波直接BPSK调制后输出给扩频测控射频模块。同时扩频测控中频模块向处理器模块发送本身数字量遥测。
板间采用IEH厂商HMM系列98芯长针连接器。
综合电子单机设置应答机A功放开、应答机A功放关、应答机B功放开、应答机B功放关等单机内部遥控指令,由指令模块译码输出指令电平,通过板间连接器,控制扩频测控射频模块A、B的功放加电和断电。
功率驱动模块和配电模块通过电源控制器RS422接口与综合电子单机处理器通信,执行功率驱动和配电指令,并将本身数字量遥测向处理器模块发送。功率驱动模块输出21路,具体包括10路加热器、6路电磁阀、2路自锁阀和3路磁力矩器;采用MOS管实现驱动控制。配电模块输出11路,具体包括3路飞轮、1路陀螺、1路磁强计、1路星敏,其余5路备用;采用MOS管实现配电控制。
综合电子软件包括四部分。一是管理软件,完成初始化、RAM管理、故障检测、中断管理、热控和电源管理,支持地面测试,支持程控测控软件、轨道和姿态确定软件、轨道和姿态控制软件。二是程控测控软件,完成数据交换、程序控制和遥控执行。三是轨道和姿态确定软件,根据敏感器(GPS/BD导航、星敏、陀螺、太阳角计、磁强计)测量数据计算卫星轨道和姿态。四是轨道和姿态控制软件,根据控制要求,按照事先设定控制律完成轨道和姿态控制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (8)

1.一种模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,包括如下模块:
处理器模块,用于实现程序运行、数据存储和处理;
遥测采集模块,用于完成模拟量遥测采集和数据发送;
指令模块,用于接收扩频测控模块输出的遥控PCM信号、解析遥控指令和输出指令脉冲;
串口通信模块,用于实现处理器模块与平台单机串口通信,还用于实现处理器模块与遥测模块、指令模块、扩频测控射频模块、扩频测控中频模块、导航模块、功率驱动模块、配电模块;扩频测控模块,用于实现遥测、遥控和测距;
导航模块,用于实现GPS/BD定位定时功能;
功率驱动模块,用于按照控制要求实现电流驱动加热器、电磁阀、自锁阀和磁力矩器;
配电模块,用于按照控制要求对平台单机加断电;
其中:
处理器模块连接扩频测控模块、串口通信模块,指令模块连接扩频测控模块、串口通信模块,串口通信模块连接遥测采集模块、导航模块、配电模块、功率驱动模块;
扩频测控模块,包括扩频测控射频模块、扩频测控中频模块;
扩频测控射频模块包括本振、接收机和功放三部分;本振通过锁相倍频产生,提供接收一本振、二本振,BPSK调制本振;接收机将通过测控天线接收的上行小信号二次放大、变频为中频模拟信号,送扩频测控中频模块;功放将扩频测控中频模块发送的下行信号进行功率放大,送天线辐射;同时扩频测控射频模块向处理器模块发送本身数字量遥测;
扩频测控中频模块包括四部分:
一是中频接收信号A/D转换电路,负责将扩频测控射频模块发送的上行中频模拟信号转换为数字信号;
二是快捕电路,实现伪码和载波的捕获;
三是通道信号处理电路,对上行信号进行载波剥离、码剥离、载波跟踪与锁定、伪码跟踪与锁定,并在下行测量帧的帧同步下降沿对一路上行测量信号的跟踪锁定状态和通道处理结果进行采样,获取一路上行测量信号的环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位以及一路上行测量信号的信噪比;对遥控信号进行载波剥离、码剥离、载波跟踪与锁定、伪码跟踪与锁定、数据位跟踪和锁定,载波环、码环、位同步环同时工作;提取数据位同步脉冲,完成数据解调,并将解调数据连同遥控PN码锁定指示一起传给处理器模块和指令模块;
四是主控电路,读取由通道信号处理电路在下行测量帧同步时刻采样得到的一路上行测量信号的环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位,将环路锁定状态、载波多普勒频率、数据位计数、伪码周期数、伪码相位、伪码CHIP相位、载波的整数周、载波相位按照一定格式组帧后形成下行测量帧,扩频和载波直接BPSK调制后输出给扩频测控射频模块;同时扩频测控中频模块向处理器模块发送本身数字量遥测。
2.如权利要求1所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,还包括电源控制器单机,功率驱动模块和配电模块放置于电源控制器单机内。
3.如权利要求1所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,所述处理器模块、遥测采集模块、指令模块、串口通信模块、扩频测控模块和导航模块,采用模块堆叠方式,构成综合电子单机,模块间采用高密度板间连接器实现综合电子单机模块间通信。
4.如权利要求3所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,综合电子单机采用增加基本模块方式实现功能扩展。
5.如权利要求1所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,处理器模块、遥测采集模块、指令模块、串行通信模块、扩频测控模块和导航模块外形尺寸均为100mm×100mm。
6.如权利要求1所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,采用双套扩频测控模块,接收通道热备份,发射通道功放开关可控。
7.如权利要求1所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,所述遥测采集模块,用于从多个模拟遥测输入通道中轮流选择其中之一,进行A/D变换,转换后的数据打包通过串口通信模块发送给处理器模块;
所述遥测采集模块包括AD控制模块、数据寄存器、AD控制寄存器、状态寄存器以及数据缓存区;
具体过程是AD控制模块完成模拟量的采集并放入数据寄存器,AD控制模块设置AD控制寄存器、状态寄存器以及数据缓存区,由软件写AD控制寄存器启动一个周期的AD采集,待AD控制模块完成所有通道采集后设置状态寄存器作为数据采集完成标志,获得标记后,通过读取数据缓存区获取AD采集数据;同时遥测采集模块向处理器模块发送本身数字量遥测;遥测采集模块采用大容量FPGA控制信号选通、采样和串口通信。
8.如权利要求6所述的模块化微型卫星平台综合电子系统,其特征在于,指令模块接收扩频测控模块的A、B两路PCM信号,进行指令译码,支持输出8路直接指令脉冲;指令模块通过串口通信模块接收处理器模块发送的指令信息,并执行,同时指令模块向处理器模块发送本身数字量遥测;指令模块同时接收星箭分离信号,判别星箭分离结果,并将星箭分离结果通过串口通信模块发送给处理器模块;8路直接指令脉冲具体包括处理器复位、遥测采集模块复位、遥控模块复位、串口通信模块复位、扩频测控A复位、扩频测控B复位、放电开关通、放电开关断;指令模块采用大容量FPGA控制,实现指令译码、指令电平输出、OC门输出和串口通信。
CN201410608480.XA 2014-10-31 2014-10-31 模块化微型卫星平台综合电子系统 Active CN104460427B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410608480.XA CN104460427B (zh) 2014-10-31 2014-10-31 模块化微型卫星平台综合电子系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410608480.XA CN104460427B (zh) 2014-10-31 2014-10-31 模块化微型卫星平台综合电子系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104460427A CN104460427A (zh) 2015-03-25
CN104460427B true CN104460427B (zh) 2017-01-25

Family

ID=52906662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410608480.XA Active CN104460427B (zh) 2014-10-31 2014-10-31 模块化微型卫星平台综合电子系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104460427B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111268174A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 上海利正卫星应用技术有限公司 集成化的微纳卫星电子系统

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104835375B (zh) * 2015-04-10 2017-10-10 南京大学 一种卫星通信教学训练模拟系统
CN105137864A (zh) * 2015-07-31 2015-12-09 上海卫星工程研究所 空间飞行器下位机协控制SoC芯片
CN105730718B (zh) * 2016-05-10 2016-11-16 中国人民解放军国防科学技术大学 航天器多功能结构锂电池系统电源管理单元
CN107031867B (zh) * 2016-10-18 2019-08-09 中国运载火箭技术研究院 一种实施空间任务自主规划的可配置综合电子系统
CN106843038B (zh) * 2016-12-31 2017-12-29 华中科技大学 一种遥感卫星图像处理载荷多任务主控系统
CN107807547B (zh) * 2017-09-22 2020-04-21 上海卫星工程研究所 卫星服务单元控制器
CN108183741B (zh) * 2017-11-29 2021-07-13 山东航天电子技术研究所 一种微纳卫星通用化星上电子系统
RU2018141566A (ru) * 2017-11-30 2020-05-28 Телеспацио С.П.А. Автоматическая система спутниковой телеметрии, слежения и управления
CN109002049B (zh) * 2018-06-26 2021-05-11 上海卫星工程研究所 基于模块化设计的卫星平台
CN109085609A (zh) * 2018-06-28 2018-12-25 上海卫星工程研究所 星上机构闭环控制时延测量系统及方法
CN109450519B (zh) * 2018-10-30 2021-06-11 航天东方红卫星有限公司 一种星载全数字化usb应答机
CN109541650B (zh) * 2018-12-13 2020-04-21 北京无线电计量测试研究所 一种长周期伪随机序列本地同步码生成方法和装置
CN109660291B (zh) * 2019-01-08 2021-06-11 上海卫星工程研究所 一种载荷复用卫星的总体硬件系统
CN110244620A (zh) * 2019-06-18 2019-09-17 北京控制与电子技术研究所 一种基于fpga的集成化数字配电控制器
CN110667896A (zh) * 2019-10-14 2020-01-10 深圳航天东方红海特卫星有限公司 一种微纳卫星综合电子系统
CN111030746B (zh) * 2019-11-20 2022-03-18 上海卫星工程研究所 用于微纳卫星的电子拓扑架构
CN111158921B (zh) * 2019-12-16 2023-08-18 上海卫星工程研究所 基于多任务机制的分布式遥测采集方法和系统
CN111661366B (zh) * 2020-05-27 2021-07-20 上海卫星工程研究所 一种适用于卫星透波需求的整流罩透波口布置方法
CN111934744B (zh) * 2020-07-30 2022-04-01 西南电子技术研究所(中国电子科技集团公司第十研究所) 中继卫星箭载用户终端系统设备
CN112416766B (zh) * 2020-11-19 2021-06-22 北京京航计算通讯研究所 双通道耦合飞行控制软件的故障模式分析和检测方法
CN112462739B (zh) * 2020-11-19 2021-06-29 北京京航计算通讯研究所 一种双通道耦合飞行控制程序的故障检测系统
CN112910542B (zh) * 2021-01-25 2023-05-09 航天科工空间工程发展有限公司 一种测控地检设备和系统
CN112925641B (zh) * 2021-02-20 2023-02-03 上海空间电源研究所 一种1553b接口芯片代替数据存储器的卫星电源下位机系统
CN113204188B (zh) * 2021-04-26 2022-07-19 中国人民解放军国防科技大学 多模驱动的快响卫星开关指令系统及其设计与应用方法
CN113805786B (zh) * 2021-09-27 2022-06-07 北京微纳星空科技有限公司 一种模拟信号采集系统
CN114325198B (zh) * 2021-12-29 2023-05-02 浙江时空道宇科技有限公司 测试装置及测试系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2826470B1 (fr) * 2001-06-26 2003-09-19 Astrium Sas Procede et dispositif de pilotage de l'attitude et de guidage d'un satellite par grappe de gyrodynes
CN201523380U (zh) * 2009-09-17 2010-07-07 航天东方红卫星有限公司 一种中继测控应答机优先级可控的卫星测控配置系统
CN103064392B (zh) * 2012-12-28 2015-05-27 中国人民解放军国防科学技术大学 星载综合电子系统
CN103699069A (zh) * 2013-12-06 2014-04-02 上海卫星工程研究所 微小卫星先进电子集成系统
CN103731195A (zh) * 2013-12-19 2014-04-16 上海卫星工程研究所 微型卫星多码率多通道多体制通信方法
CN103944038A (zh) * 2014-04-15 2014-07-23 北京卫星制造厂 一种高密度板间电连接器的组装方法
CN103956822B (zh) * 2014-05-22 2016-01-20 哈尔滨工业大学 一种快速集成的卫星电源系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111268174A (zh) * 2020-02-27 2020-06-12 上海利正卫星应用技术有限公司 集成化的微纳卫星电子系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN104460427A (zh) 2015-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104460427B (zh) 模块化微型卫星平台综合电子系统
CN103944629B (zh) 一种卫星综合电子系统
CN102096657B (zh) 一种基于soc的微型信息处理模块
CN110040263B (zh) 基于can总线的微小卫星信息系统
CN104358663B (zh) 一种用于皮纳卫星的液氨推进系统
CN103699069A (zh) 微小卫星先进电子集成系统
CN104097793A (zh) 一种卫星零动量磁控太阳捕获装置及方法
CN105072008A (zh) 基于总线拓扑式模块化卫星平台电子综合信息处理系统
CN109471433A (zh) 一种基于偏振罗盘的航向与姿态参考系统
CN108052018A (zh) 一种制导与控制组件轻量化处理方法及制导与控制组件
CN102506617A (zh) 弹载数据测试系统
CN106934217B (zh) 一种基于飞行程序的航天器功率快速合成方法及系统
CN110763210A (zh) 一种浮标数据采集装置进行远程传输数据的方法
CN208722402U (zh) 一种多通道混合数据采集模块
CN102645217B (zh) 一种gnss中频数据与惯性测量数据联合采集器
CN214470918U (zh) 一种基于多源数据的火箭橇试验智能控制装置
CN107340525B (zh) 一种立方星姿控分系统的供电结构
CN112087268B (zh) 面向台风探测应用的临空无线信道模拟机
CN107167816A (zh) 卫星导航接收机快速冷启动方法
CN203720557U (zh) 一种基于dgps导航系统的脉冲信号精确计时装置
CN202940800U (zh) 高轨遥感卫星解调信号处理平台
CN102262219A (zh) 无线信标装置
CN207020314U (zh) 无人机高精度外方位元素获取系统
CN109782783A (zh) 用于环境监测的无人机系统
Kapardhi et al. Design and Implementation of Telemetry Encoder for light-weight Balloon Payloads

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant