CN109104234B - 一种星载一体化扩频应答机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种星载一体化扩频应答机，设有卫星与地面测控系统的通信信道和卫星与天基中继卫星的通信信道两个通道，卫星与地面测控系统的通信信道用于接收地面测控系统发送的控制信息和测距信号，向地面发送星上遥测信息和测距信息；卫星与天基中继卫星的通信信道用于接收中继卫星发送的控制信息，向中继卫星发送星上遥测信息。应答机采用的标准的对外信息接口，包括中继测控射频信号输入接口、中继测控射频信号输出接口、对地测控射频输入输出接口、电源输入接口、遥控指令输入接口、遥测输出接口、遥控PCM输出及遥测PCM输入接口。本实现了卫星与地面测控系统以及天基中继卫星的通信，实现了2个通信系统的一体化设计。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于卫星测控通信的产品，具体地，涉及卫星与地面测控站或天基中继卫星进行数据通信的产品。
背景技术
卫星测控系统的任务是对卫星飞行轨道、姿态和其它各分系统工作状态进行跟踪测量、监视与控制的系统，涉及到无线电导航、通信、微波、电子工程等内容。为完成上述任务，目前，卫星测控系统一方面要与地面测控系统的通信，另一方面要与天基中继卫星进行通信，两套通信系统采用里两套产品。然而，两套产品的重量、功耗较大，同时由于两套产品在卫星结构上的布局、安装以及布线连接都等方面给卫星设计带来了负担。另外，两套产品的研制需要单独各自进行力学设计、热设计、电磁兼容设计等考虑，除此外，还需要各自进行各项环境试验，如温度台阶试验、老练试验、热真空试验等，可以看出，两套产品给卫星研制带来了较大的人力、设计、材料和时间成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种标准化的星载一体化扩频应答机，实现了卫星与地面测控系统以及天基中继卫星的通信，实现了2个通信系统的一体化设计。
为了达到上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种星载一体化扩频应答机，该应答机设有卫星与地面测控系统的通信信道和卫星与天基中继卫星的通信信道两个通道，所述卫星与地面测控系统的通信信道用于接收地面测控系统发送的控制信息和测距信号，向地面发送星上遥测信息(星上状态信息)和测距信息；所述卫星与天基中继卫星的通信信道用于接收中继卫星发送的控制信息，向中继卫星发送星上遥测信息。所述应答机采用标准的对外信息接口，包括：
中继测控射频信号输入接口X01G，用于接收天基中继卫星的信号；
中继测控射频信号输出接口X02G，用于向天基中继卫星发送信号；
对地测控射频输入输出接口X03G，用于负责卫星与地面测控系统的通信，包括接收地面的信号和向地面发送信号；
电源输入接口X04，用于给星载一体化扩频应答机供电；
遥控指令输入接口X05，用于提供卫星对应答机的控制；
遥测输出接口X06，用于将应答机将自身的工作状态传输给卫星；
遥控PCM输出及遥测PCM输入接口X07，用于将接收到的地面测控系统或天基中继卫星的信号经过处理后，把该信号以一定的形式传送给卫星；卫星以一定的形式向应答机X07发送信号，由应答机进行处理，处理完成后发送地面或天基中继卫星。
进一步地，所述应答机自身数字量遥测接口电路采用RS422形式，接口芯片选用26C32或CLV32，应满足符合RS422接口标准(ANSI/TIA/EIA-422-B)。所述应答机接收门控GT和时钟信号CLK，发送遥测数据DATA；在收到GT下降沿时，应答机置数第一个bit数据，从第二个bit数据开始，时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数，高位在前，低位在后。
进一步地，遥控数据输出接口X06采用RS422，接口芯片可选用26C32或CLV32，应满足符合RS422接口标准(ANSI/TIA/EIA-422-B)。三线制方式输出，即输出一路遥控PCM数据DATA、一路时钟CLK、一路遥控扩频码锁定指示信号(门控信号GT)。时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数；高位在前，低位在后。
进一步地，所述星载一体化扩频应答机的下行遥测数据输入接口形式为RS422；应答机接收数据DATA、时钟信号CLK。时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数。
本发明实现了卫星与地面测控系统以及天基中继卫星的通信，实现了2个通信系统的一体化设计，建立了星载一体化扩频应答机数据的传输和控制方法，明确了传输数据的内容和格式，确保数据传输的准确和可靠。
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为星载一体化扩频应答机通信示意框图；
图2为星载一体化扩频应答机的接口示意框图；
图3为自身数字量遥测接口电路；
图4为自身数字量遥测接口时序；
图5为遥控数据输出接口电路；
图6为遥控数据输出接口时序；
图7为遥测输入接口电路；
图8为遥测输入接口时序。
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。
在本施实例中，如图1所示，本发明提供的星载一体化扩频应答机安装在卫星上，其通过电缆与天线连接，天线将微波信号转化为电信号，星载一体化扩频应答机负责将处理电信号，包括卫星与地面测控系统的信号、卫星与天基中继卫星的信号。
如图2所示，星载一体化扩频应答机其接口包括:X01G、X02G、X03G、X04、X05、X06、X07，其中X01G为中继测控射频信号输入接口，其功能是接收天基中继卫星的信号；X02G中继测控射频信号输出接口，其功能是向天基中继卫星发送信号；X03G为对地测控射频输入输出接口，其功能是负责卫星与地面测控系统的通信，包括接收地面的信号和向地面发送信号；X04电源输入接口，其功能是给星载一体化扩频应答机供电；X05为遥控指令输入接口，该接口提供卫星对应答机的控制；X06为遥测输出接口，其功能是应答机将自身的工作状态传输给卫星；X07为遥控PCM输出及遥测PCM输入接口，其功能包括2部分：1)应答机接收到地面测控系统或天基中继卫星的信号后，经过处理，把该信号以一定的形式传送给卫星；2)卫星以一定的形式向应答机X07发送信号，由应答机进行处理，处理完成后发送地面或天基中继卫星。
如图2所示，星载一体化扩频应答机其接口X01G、X02G、X03G、X04、X05、X06、X07采用的点连接器和电连接器中的接点定义如表1所示。
表1电连接器及接点定义
如图3所示，星载一体化扩频应答机自身数字量遥测接口电路采用RS422形式，接口芯片可选用26C32或CLV32，应满足符合RS422接口标准(ANSI/TIA/EIA-422-B)。应答机接收门控GT和时钟信号CLK，发送遥测数据DATA。在收到GT下降沿时，应答机置数第一个bit数据，从第二个bit数据开始，时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数，高位在前，低位在后，其接口定义如下，图4为接口时序。
1)门控：低电平有效；
2)码型：不归零电平码(NRZ-L)；
3)时钟：16384bps；
4)时钟占空比：(50±5)％；
5)时序关系：时钟上升沿对齐码字跳变沿；
6)其传送的数据内容格式定义如下表所示，每次传送，b0为最高位，首先发送出去；b63为最低位，每次最后发送出去。连续比特组成的遥测，最高位在前，最低位在后，例如：在“中继多普勒”的8bit发送过程中，b7为最高位首先发送，b14为最低位最后发送。
表2自身数字量遥测定义
如图5所示，星载一体化扩频应答机遥控数据输出接口电路采用RS422，接口芯片可选用26C32或CLV32，应满足符合RS422接口标准(ANSI/TIA/EIA-422-B)。三线制方式输出，即输出一路遥控PCM数据DATA、一路时钟CLK、一路遥控扩频码锁定指示信号(门控信号GT)。时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数。高位在前，低位在后，其接口定义如下，图6为接口时序。
1)门控：低电平有效；
2)码型：不归零电平码(NRZ-L)；
3)码速率：2000/4000bps，本要求为2000bps；
4)时钟占空比：(50±5)％；
5)时序关系：时钟上升沿对齐码字跳变沿；
如图7所示，下行遥测数据输入接口形式为RS422。应答机接收数据DATA、时钟信号CLK。接口时序如图8所示。时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数。
1)码型：不归零电平码(NRZ-L)；
2)码速率：4096/8192bps(自适应)；
3)时钟占空比：(50±5)％；
4)时序关系：时钟上升沿对齐码字跳变沿；
5)顺序：高位在前，低位在后。
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化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (3)
1.一种星载一体化扩频应答机，其特征在于，该应答机设有卫星与地面测控系统的通信信道和卫星与天基中继卫星的通信信道两个通道，所述卫星与地面测控系统的通信信道用于接收地面测控系统发送的控制信息和测距信号，向地面发送星上遥测信息和测距信息；所述卫星与天基中继卫星的通信信道用于接收中继卫星发送的控制信息，向中继卫星发送星上遥测信息，该应答机的硬件接口包括：
中继测控射频信号输入接口X01G，用于接收天基中继卫星的信号；
中继测控射频信号输出接口X02G，用于向天基中继卫星发送信号；
对地测控射频输入输出接口X03G，用于负责卫星与地面测控系统的通信，包括接收地面的信号和向地面发送信号；
电源输入接口X04，用于给星载一体化扩频应答机供电；
遥控指令输入接口X05，用于提供卫星对应答机的控制；
遥测输出接口X06，用于应答机将自身的工作状态传输给卫星；
遥控PCM输出及遥测PCM输入接口X07，用于将接收到的地面测控系统或天基中继卫星的信号经过处理后，把该信号以一定的形式传送给卫星；卫星以一定的形式向应答机X07发送信号，由应答机进行处理，处理完成后发送地面或天基中继卫星；
星载一体化扩频应答机上的接口X01G、X02G、X03G、X04、X05、X06、X07采用的电 连接器和电连接器中的接点定义如下：
所述应答机自身数字量遥测接口电路采用RS422形式，接口芯片选用26C32或CLV32，应满足符合RS422接口标准(ANSI/TIA/EIA-422-B)；所述应答机接收门控GT和时钟信号CLK，发送遥测数据DATA；在收到GT下降沿时，应答机置数第一个bit数据，从第二个bit数据开始，时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数，高位在前，低位在后，其接口定义子特征为：
1)门控：低电平有效；
2)码型：不归零电平码；
3)时钟：16384bps；
4)时钟占空比：(50±5)％；
5)时序关系：时钟上升沿对齐码字跳变沿；
6)其传送的数据内容格式定义如下表所示，每次传送，b0为最高位，首先发送出去；b63为最低位，每次最后发送出去；连续比特组成的遥测，最高位在前，最低位在后；
自身数字量遥测定义如下：
2.如权利要求1所述的一种星载一体化扩频应答机，其特征在于，所述遥测 输出接口X06采用RS422，接口芯片选用26C32或CLV32，应满足符合RS422接口标准；三线制方式输出，即输出一路遥控PCM数据DATA、一路时钟CLK、一路遥控扩频码锁定指示信号；时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数；高位在前，低位在后，其接口定义子特征为：
1)门控：低电平有效；
2)码型：不归零电平码；
3)码速率：2000/4000bps；
4)时钟占空比：(50±5)％；
5)时序关系：时钟上升沿对齐码字跳变沿。
3.如权利要求1所述的一种星载一体化扩频应答机，其特征在于，下行遥测数据输入接口形式为RS422；应答机接收数据DATA、时钟信号CLK；时序约定时钟上升沿置数，下降沿取数，其接口定义子特征为：
1)码型：不归零电平码；
2)码速率：4096/8192bps；
3)时钟占空比：(50±5)％；
4)时序关系：时钟上升沿对齐码字跳变沿；
5)顺序：高位在前，低位在后。
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