CN105721958A - 低轨卫星上行多通道信的遥控系统 - Google Patents

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杨琳
陆荣
沈庆丰
叶小舟
俞杭华
王天亮
司圣平
王军旗
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
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    • H04B7/15—Active relay systems
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Abstract

本发明提供了一种低轨卫星上行多通道信的遥控系统，包括由测控前端设备和遥控终端，所述测控前端设备包括两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端包括两个遥控机，所述两个S扩频应答机通讯连接至地面测控站，所述中继S频段设备通讯连接至中继卫星，所述遥控终端的两个遥控机连接至所述两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端接收用户指令，根据指令计算优先连接所述两个S扩频应答机之中的一个或中继S频段设备。本发明的设计原则兼顾了不同厂家应答机产品研制和在轨表现，通过境外中继遥控与境内测控的互补，实现全天候全实时卫星状态控制，提高了卫星运行的可靠性。

Description

低轨卫星上行多通道信的遥控系统
技术领域
本发明涉及低轨卫星数据通讯技术领域，具体地，涉及低轨卫星上行多通道信的遥控系统。
背景技术
低轨卫星运行特点是境内测控弧段受限，境外运行时间长，以某太阳同步轨道卫星为例，卫星轨道周期约为96分钟，每天绕地球运行约14圈，境内地面测控站一般跟踪卫星4圈，每圈跟踪卫星时间约10分钟，境外通常是通过中继卫星系统控制卫星状态。
低轨卫星运行中地面测控站、中继卫星的指令数据同时进入遥控数据处理设备，多通道的遥控信号如何选择是卫星测控系统设计需要重点考虑的因素。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低轨卫星上行多通道信的遥控系统。
根据本发明的一个方面，提供一种低轨卫星上行多通道信的遥控系统，其特征是，包括由测控前端设备和遥控终端，所述测控前端设备包括两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端包括两个遥控机，所述两个S扩频应答机通讯连接至地面测控站，所述中继S频段设备通讯连接至中继卫星，所述遥控终端的两个遥控机连接至所述两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端接收用户指令，根据指令计算优先连接所述两个S扩频应答机之中的一个或中继S频段设备。
优选地，所述中继S频段设备通过Ks/S反射面天线与中继卫星进行通讯。
优选地，所述两个S扩频应答机同频异码，对外接口相同。
优选地，所述两个S扩频应答机通过测控中心连接至地面测控站。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明的设计原则兼顾了不同厂家应答机产品研制和在轨表现，通过境外中继遥控与境内测控的互补，实现全天候全实时卫星状态控制，提高了卫星运行的可靠性。本发明达到了方案合理、易于操作，能适应低轨卫星测控系统的应用需求。
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为遥控通道设备组成示意图；
图2为遥控信息处理示意图；
图3为扩频应答机1、2及中继终端与遥控终端接口。
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。
卫星的遥控通道由测控前端设备和遥控终端组成，测控前端设备主要是S频段应答机，接收来自地面测控站和中继卫星前向链路的射频信号，遥控终端接收来自多个应答机的信号进行处理从而提取遥控信息。本发明中，测控前端设备包含S扩频应答机1、S扩频应答机2，中继S频段设备，见附图1。两台S扩频应答机接收地面测控站的上行遥控信号，一台中继S频段设备接收中继星前向链路遥控信号。
本发明中遥控终端处理遥控信息的功能组成见附图2。遥控终端为遥控A机和B机模块热备份，遥控终端接收来自两台扩频应答机遥控扩频码信号(PCM1、PCM2)和遥控扩频码锁定信号(LOCK1、LOCK2)以及来自中继星的遥控码信号(PCM3)和遥控锁定信号(LOCK3)。遥控终端A、B机判别各自LOCK信号的优先级选择一路PCM信号进行处理。遥控终端的输出内容包含指令和注入数据，指令输出电路为双机冗余输出，数据输出为A、B机选择输出。
S扩频应答机1和S扩频应答机2同频异码，选用不同厂家的产品，但在对外接口上一致，互为备份，紧急情况下通过更改码组实现互换。同一厂家的产品可出现批次性故障，重复性故障，选用不同厂家的产品通过增加产品的独立性回避了上述问题，提高系统的可靠度。
经过分析和调研应答机产品研制过程和在轨飞行的数据，扩频应答机2的功能性能和可靠度优于扩频应答机1。因此，扩频应答机2的优先级高于扩频应答机1。卫星境内飞行时，主要是地面测控站进行上行遥控，扩频应答机的优先级高于中继S设备，境外只能通过中继星前向链路进行上行遥控，中继S设备的优先级高于扩频应答机。遥控终端A机为主份，默认数据输出选择A机数据。
综合考虑产品性能和境内外测控因素，最终设计出遥控终端的优先级具体为：
遥控A机：扩频应答机2优于扩频应答机1优于中继S设备；
遥控B机：中继S设备优于扩频应答机1优于扩频应答机2。
S扩频应答机1、2及中继S设备三台单机以OC门接口向遥控终端输入遥控PCM信号、遥控锁定指示LOCK信号，三台单机输入信号一致，且遥控A、B机接口一致。
LOCK信号：非锁定为3.5～5V，锁定为0～0.5V。
遥控终端判断LOCK信号为低电平时为逻辑“1”，即锁定状态，表明此单机准备传输遥控PCM信号。接口时序如附图3所示。
扩频应答机1遥控码和LOCK信号为：PCM1，LOCK1；
扩频应答机2遥控码和LOCK信号为：PCM2，LOCK2；
中继S设备遥控码和LOCK信号为：PCM3，LOCK3；
根据设计的信号选择优先级顺序转换为LOCK信号控制为：
遥控A机：LOCK2>LOCK1>LOCK3；
遥控B机：LOCK3>LOCK1>LOCK2；
遥控终端A、B根据优先级进行信号选择见下表：
遥控终端输入信号选择关系表
示例 LOCK1 LOCK2 LOCK3 遥控A机 遥控B机
0 0 0 / /
0 0 1 PCM3 PCM3
0 1 0 PCM2 PCM2
0 1 1 PCM2 PCM3
1 0 0 PCM1 PCM1
1 0 1 PCM1 PCM3
1 1 0 PCM2 PCM1
1 1 1 PCM2 PCM3
其中LOCK有效为逻辑“1”，无效为逻辑“0”。
1)同时只有一个上行
即涵盖示例2，3，5。当只有一个上行时(中继或应答机1或应答机2)，仅有LOCK1或LOCK2或LOCK3一个有效，遥控A、B机处理相同的PCM信号，遥控终端数据选择输出A或B均可。在轨境内测控主要采用示例3，在轨境外测控采用示例2。
2)两台应答机同时上行
即示例7。LOCK1和LOCK2都有效。遥控A机选择应答机2的PCM2，遥控B机选择应答机1的PCM1，此时若通过应答机1上行发送数据或指令时，即仅PCM1信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为B状态。若通过应答机2上行发送数据或指令时，即仅PCM2信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为A状态。境内测控和地面测试可出现此示例。
3)中继S与应答机同时上行
即涵盖示例4，6，8。地面测试可以出现以上示例。
示例4，当中继S与应答机2同时上行时，即LOCK2和LOCK3同时有效，遥控A机选择应答机2的PCM2，遥控B机选择PCM3，且通过应答机2上行发送数据或指令时，即仅PCM2信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为A状态；通过中继上行发送数据或指令时，即仅PCM3信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为B状态。
示例6，当中继S与应答机1同时有上行，即LOCK1和LOCK3同时有效，遥控A机选择应答机1的PCM1，遥控B机选择PCM3，且通过应答机1上行发送数据或指令时，即仅PCM1信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为A状态；通过中继上行发送数据或指令时，即仅PCM3信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为B状态。
示例8，当中继S与两台应答机同时上行时，即LOCK1、LOCK和LOCK3同时有效，遥控A机选择应答机2的PCM2，遥控B机选择PCM3，无法通过应答机1上行数据或指令。通过应答机2上行发送数据或指令时，即仅PCM2信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为A状态；通过中继上行发送数据或指令时，即仅PCM3信号内容有效，要求遥控终端数据选择输出为B状态。
综上所述，本发明方法通过设定遥控终端的通道选择优先级设计，结合遥控输出的逻辑设计，实现了上行遥控多通道的有效控制，提高全天时测控的可靠性。
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 (4)

1.一种低轨卫星上行多通道信的遥控系统，其特征在于，包括由测控前端设备和遥控终端，所述测控前端设备包括两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端包括两个遥控机，所述两个S扩频应答机通讯连接至地面测控站，所述中继S频段设备通讯连接至中继卫星，所述遥控终端的两个遥控机连接至所述两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端接收用户指令，根据指令计算优先连接所述两个S扩频应答机之中的一个或中继S频段设备。
2.根据权利要求1所述的低轨卫星上行多通道信的遥控系统，其特征在于，所述中继S频段设备通过Ks/S反射面天线与中继卫星进行通讯。
3.根据权利要求1所述的低轨卫星上行多通道信的遥控系统，其特征在于，所述两个S扩频应答机同频异码，对外接口相同。
4.根据权利要求1所述的低轨卫星上行多通道信的遥控系统，其特征在于，所述两个S扩频应答机通过测控中心连接至地面测控站。
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