CN104698882A

CN104698882A - 一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法

Info

Publication number: CN104698882A
Application number: CN201410464957.1A
Authority: CN
Inventors: 王天亮; 郜蓓; 王军旗; 胡永勤
Original assignee: Shanghai Institute of Satellite Engineering
Current assignee: Shanghai Institute of Satellite Engineering
Priority date: 2014-09-12
Filing date: 2014-09-12
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2034-09-12
Also published as: CN104698882B

Abstract

本发明公开一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，来源于低轨卫星运行中地面站、中继卫星、星载计算机等三种来源指令数据同时进入遥控数据处理设备的优先级选择方案，包括：地面遥控通道和中继卫星遥控通道优先级选择，用于天地遥控通道的开关选通以及遥控程控优先级选择，用于遥控数据和程控数据的开关选通。本发明针对三类不同来源数据进入遥控数据处理设备在时间上的各种情况，提出的数据优先级二级选择电路，在多种遥控数据同时到达时，通过优先级二级选择实现了遥控数据正确输出，既不出现丢遥控数据也不出现误遥控数据，且电路设计简单、可靠。

Description

一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法

技术领域

本发明涉及航天技术领域，更具体的说，涉及两种或两种以上不同来源数据的优先级处理，尤其是卫星遥控、程控数据优先级控制。

背景技术

在卫星发射阶段和在轨运行阶段，星上自主管理的动作由星载计算机程控数据控制输出，程控数据执行时间可以由程控数据中时间码确定或者由计算机软件自主判别产生，执行时间具有延时、突发的特点。地面遥控通道和中继卫星遥控通道将遥控数据经扩频调制后上行发送到卫星解扩解调设备，实现按照遥控方式进行星上状态设置，执行时间具有即时的特点。上行遥控数据执行时间多为毫秒单位，遥控数据和程控数据同时执行概率较低，一般卫星型号多采用不予考虑同时执行或优选其一执行输出的方法。

由于星载计算机自主管理能力提高，程控数据功能越来越强大，程控数据输出更加频繁，不可避免与地面和中继星遥控数据同时输出。以目前的设计方案，遥控数据和程控数据不同时输出而采用优选其一输出的控制方式，必然造成其中一路数据对应的星上状态操作无法完成，对整星的安全性具有潜在的影响。

现有遥控、程控数据优先级控制方法采用避免同时输出的设计思路，保证其中的一路数据正确执行。随着星载计算机自主运行、管理能力的提升，要求对遥控数据和程控数据同时执行的需求越来越强烈，避免同时输出的设计思路已不能满足该要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，解决两种或两种以上不同来源数据同时到达同一数据处理通道而现有遥控设备无法同时输出问题，以及由于优选其中一路执行输出的方法而带来遥控设备A、B双热机备份通道浪费问题，采用一种逻辑设计简单、可靠的不同来源数据优先级二级选择方法，该方法基于天地遥控通道优先级选择和遥控程控优先级选择，优先级控制策略通过逻辑电路和开关电路实现，在两种或两种以上不同来源数据同时到达时，遥控设备A、B同时输出两路不同的遥控数据。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，包括：

(1)地面遥控通道和中继卫星遥控通道优先级选择，用于天地遥控通道的开关选通，具体包括：

码同步电路，对地面站遥控数据和中继卫星遥控数据的特征进行识别和控制，产生地面遥控通道码同步信号和中继卫星遥控通道码同步信号，作为码同步信号优先选择的输入信号；

码同步信号优先选择，用于对通过解扩解调设备后的码同步信号的逻辑运算，对相应设备的遥控码开关进行优先级控制，根据优先级高低每次仅选通一个开关，作为遥控码数据开关的输入信号；

LOCK信号合成，选择码同步电路产生的码同步信号进行逻辑合并，产生遥控设备遥控数据通道门控LOCK信号，作为LOCK优先选择的一个输入信号；

遥控码开关，依据码同步优先选择的优选信号进行优先级控制，根据优先级高低每次仅选通一个开关，作为遥控数据开关的输入信号；

(2)、遥控程控优先级选择，用于遥控数据和程控数据的开关选通，具体包括：

遥控数据开关，依据LOCK优先选择的优选信号进行优先级控制，根据优先级高低每次仅选通一个开关，作为译码器的输入信号；

LOCK优先选择，对直接指令和间接指令进行优先级控制，并选通对应的直接指令或者间接指令通道；

译码器，判断解扩解调后PCM遥控数据格式中的方式字和码字，以确定该PCM遥控数据是否为有效遥控数据，作为遥控指令输出电路。

所述遥控数据通道和程控数据通道完全备份，所述解扩解调设备共有四套，分别用于遥控设备A、B，独立对地面遥控和中继卫星遥控上行两路遥控数据信号、以及计算机程控数据进行识别控制。

所述码同步信号优先选择由码同步信号逻辑运算产生，用于遥控设备A的解扩解调设备A的遥控码优先级与用于遥控设备B的解扩解调设备B的遥控码优先级互为相反。

所述解扩解调设备输出遥控PCM数据和码同步信号，采用软件无线电方式从扩频码中解扩解调出遥控PCM数据，采用码同步锁相环从PCM信息中提取码同步信号。

用于遥控设备A的LOCK信号合成A将地面遥控通道码同步信号1A和中继卫星遥控通道码同步信号2A合并，以实现在解扩解调设备A内地面遥控通道码同步信号1A具有高优先级；

用于遥控设备B的LOCK信号合成B将地面遥控通道码同步信号1B和中继卫星遥控通道码同步信号2B合并，以实现在解扩解调设备B内中继卫星遥控通道码同步信号2B具有高优先级。

所述遥控数据PCM和程控数据PCM采用同一译码器，由LOCK优先选择进行通道控制。

用于遥控设备A的译码器A和用于遥控设备B的译码器B无相互关联，在遥控指令输出端合并后输出。

所述天地遥控通道优先级选择，解扩解调设备A、B将地面遥控通道和中继卫星遥控通道设置为互为相反的优先级，LOCK信号合成分别选择2路地面遥控通道和2路中继卫星遥控通道中的不同两路；遥控程控优先级选择，遥控设备A、B将程控数据PCM_C优先级与解扩解调设备A、B输出的PCM_A、PCM_B设置为顺序相反的优先级，LOCK优先选择电路分别选择PCM_A、PCM_B、PCM_C中的不同两路。

天地遥控通道优先级选择的控制策略：

解扩解调设备A：地面遥控通道>中继卫星遥控通道；

解扩解调设备B：中继卫星遥控通道>地面遥控通道。

遥控程控优先级选择策略：

遥控设备A：解扩解调设备A输出的PCM_A>解扩解调设备B输出的、PCM_B>程控数据PCM_C；

遥控设备B：程控数据PCM_C>解扩解调设备B输出的PCM_B>解扩解调设备A输出的PCM_A。

本发明所采用的技术方案，针对三类不同来源数据进入遥控数据处理设备在时间上的各种情况，提出了一种数据优先级二级选择电路，在多种遥控数据同时到达时，通过优先级二级选择实现了遥控数据正确输出，既不出现丢遥控数据也不出现误遥控数据，对于卫星遥控设备这类对卫星生存至关重要的设备而言，电路设计简单、可靠。本发明的优先级二级选择方法也可用于类似多种来源数据同时处理设备中，特别是各类卫星遥控上行数据处理设备中。

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是本发明所提供的上行遥控数据优先级二级选择方法原理图；

图2是码同步信号优先选择A逻辑电路；

图3是码同步信号优先选择B逻辑电路；

图4是LOCK信号合成A逻辑电路；

图5是LOCK信号合成B逻辑电路；

图6是LOCK信号优先选择A逻辑电路；

图7是LOCK信号优先选择B逻辑电路；

图8是地面遥控通道遥控数据和中继卫星遥控通道遥控数据同时执行时序图；

图9是地面遥控通道遥控数据和程控数据同时执行时序图；

图10是中继卫星遥控通道遥控数据和程控数据同时执行时序图。

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。

本发明公开的一种多种来源的遥控上行数据进入同一数据处理通道的优先级二级选择方法，来源于低轨卫星运行中地面站、中继卫星、星载计算机等三种来源指令数据同时进入遥控数据处理设备的优先级选择方案。地面站、中继卫星、星载计算机发送的遥控数据传输采用自同步方式，只有数据、门控两路信号。遥控数据处理设备采用两套热备电路。

图1～图10所示，码同步信号优先选择A电路控制码同步1A、2A产生的两路码同步信号，按照优先级顺序打开开关1和开关2，实现对地面遥控通道和中继卫星遥控通道的开关选通。采用的优先级控制策略为：

开关1：码同步1A；

开关2：

解扩解调设备A对地面遥控通道和中继卫星遥控通道优先级由高到低顺序依次为：地面遥控通道>中继卫星遥控通道。

码同步信号优先选择B电路控制码同步1B、2B产生的两路码同步信号，按照优先级顺序打开开关3和开关4，实现对地面遥控通道和中继卫星遥控通道的开关选通。采用的优先级控制策略为：

开关3：

开关4：码同步2B。

解扩解调设备B对地面遥控通道和中继卫星遥控通道优先级由高到低顺序依次为：中继卫星遥控通道>地面遥控通道。

解扩解调设备A、B对地面遥控通道和中继卫星遥控通道优先级顺序互为相反，被选通的地面遥控通道扩频遥控数据信号或中继卫星遥控数据信号以不同的优先级输入到解扩解调设备A、B。解扩解调设备A、B将扩频遥控数据信号解扩解调出地面遥控或中继卫星遥控 PCM数据。

LOCK信号合成A将地面遥控通道码同步1A信号和中继卫星遥控通道码同步2A进行“或”运算，产生解扩解调设备A遥控数据门控信号遥控LOCK_A。

LOCK信号合成B将地面遥控通道码同步1B信号和中继卫星遥控通道码同步2B进行“或”运算，产生解扩解调设备B遥控数据门控信号遥控LOCK_B。

LOCK优先选择A、B对遥控数据和程控数据进行遥控与程控选择，优先级顺序由遥控LOCK_A、遥控LOCK_B和程控LOCK_C经逻辑运算产生。

遥控设备A采用的LOCK优先选择(1)控制策略为：

开关5：遥控LOCK_A>遥控LOCK_B>程控LOCK_C；

译码器A输入信号：解扩解调设备A输出的PCM_A>解扩解调设备B输出的、PCM_B>程控数据PCM_C。

遥控设备B采用的LOCK优先选择(2)控制策略为：

开关6：程控LOCK_C>遥控LOCK_B>遥控LOCK_A；

译码器B输入信号：程控数据PCM_C>解扩解调设备B输出的、PCM_B>解扩解调设备A输出的PCM_A。

遥控设备B：程控数据PCM_C>解扩解调设备B输出的、PCM_B>解扩解调设备A输出的PCM_A。

一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法可以实现表1所示各项功能。在地面遥控通道和中继卫星遥控通道同时有上行遥控数据时，解扩解调设备A和解扩解调设备B分别输出不同的遥控数据，实现了两路遥控数据同时到达遥控数据处理设备输出两路不同遥控数据PCM信号的功能。在遥控数据和程控数据同时有时PCM数据时，译码器A和译码器B分别接收不同的PCM数据，实现了遥控与程控数据同时到达译码器而输出两路不同译码信号的功能。

表1

注：“√”表示上行数据或门控信号有效，“×”表示上行数据或门控信号无效。

以上是对本发明具体实施例的说明，但并不用来限定本发明。任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的内容对本发明所提出的方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明的技术内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，包括：

(1)、地面遥控通道和中继卫星遥控通道优先级选择，用于天地遥控通道的开关选通，具体包括：

码同步电路(101)，对地面站遥控数据和中继卫星遥控数据的特征进行识别和控制，产生地面遥控通道码同步信号和中继卫星遥控通道码同步信号，作为码同步信号优先选择(102)的输入信号；

码同步信号优先选择(102)，用于对通过解扩解调设备后的码同步信号的逻辑运算，对相应设备的遥控码开关(104)进行优先级控制，根据优先级高低每次仅选通一个开关，作为遥控码数据开关(105)的输入信号；

LOCK信号合成(103)，选择码同步电路(101)产生的码同步信号进行逻辑合并，产生遥控设备遥控数据通道门控LOCK信号，作为LOCK优先选择(106)的一个输入信号；

遥控码开关(104)，依据码同步优先选择(102)的优选信号进行优先级控制，根据优先级高低每次仅选通一个开关，作为遥控数据开关(105)的输入信号；

遥控数据开关(105)，依据LOCK优先选择(106)的优选信号进行优先级控制，根据优先级高低每次仅选通一个开关，作为译码器(107)的输入信号；

LOCK优先选择(106)，对直接指令和间接指令进行优先级控制，并选通对应的直接指令或者间接指令通道；

译码器(107)，判断解扩解调后PCM遥控数据格式中的方式字和码字，以确定该PCM遥控数据是否为有效遥控数据，作为遥控指令输出电路。

2.根据权利要求1所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，所述遥控数据通道和程控数据通道完全备份，所述解扩解调设备共有四套，分别用于遥控设备A、B，独立对地面遥控和中继卫星遥控上行两路遥控数据信号、以及计算机程控数据进行识别控制。

3.根据权利要求2所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，所述码同步信号优先选择由码同步信号逻辑运算产生，用于遥控设备A的解扩解调设备A的遥控码优先级与用于遥控设备B的解扩解调设备B的遥控码优先级互为相反。

4.根据权利要求1所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，所述解扩解调设备输出遥控PCM数据和码同步信号，采用软件无线电方式从扩频码中解扩解调出遥控PCM数据，采用码同步锁相环从PCM信息中提取码同步信号。

5.根据权利要求3所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，用于遥控设备A的LOCK信号合成A将地面遥控通道码同步信号1A和中继卫星遥控通道码同步信号2A合并，以实现在解扩解调设备A内地面遥控通道码同步信号1A具有高优先级；

6.根据权利要求4所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，所述遥控数据PCM和程控数据PCM采用同一译码器，由LOCK优先选择进行通道控制。

7.根据权利要求2所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，用于遥控设备A的译码器A和用于遥控设备B的译码器B无相互关联，在遥控指令输出端合并后输出。

8.根据权利要求3所述的卫星上行遥控数据优先级二级选择方法，其特征在于，所述天地遥控通道优先级选择，解扩解调设备A、B将地面遥控通道和中继卫星遥控通道设置为互为相反的优先级，LOCK信号合成分别选择2路地面遥控通道和2路中继卫星遥控通道中的不同两路；遥控程控优先级选择，遥控设备A、B将程控数据PCM_C优先级与解扩解调设备A、B输出的PCM_A、PCM_B设置为顺序相反的优先级，LOCK优先选择电路分别选择PCM_A、PCM_B、PCM_C中的不同两路。