CN111740756B - 一种遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种遥感载荷与数传一体化系统，包括：接收和发射信号的通讯天线装置；将信号转化为L波段基带模拟信号，输出至综合基带处理模块，将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为L波段数传射频信号输出至通讯天线装置的L波段射频模块；将信号转化为X波段数传基带模拟信号，输出至综合基带处理模块，将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为X波段射频信号输出至通讯天线装置的X波段射频模块；以及将基带模拟信号处理与存储，建立及维护链路并将需要传输的数据生成基带模拟信号输出给X波段和L波段射频模块的综合基带处理模块。本发明还提出一种中继传输方法，基于上述系统建立星间链路与星地链路，实现载荷数据高时效下传。

Description

一种遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法

技术领域

本发明涉及分布式微纳卫星通信的技术领域，特别涉及一种遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法。

背景技术

对于由大量上百颗微纳卫星组成的GNSS掩星星座，每颗卫星在几小时内需要下传一次数据，而每次下传数据量较小，这样的有效载荷数传需求将对地面站的全球布局及单站的操作时间提出严峻挑战。由于微纳卫星的星上资源受限，不可能实现大卫星的高速(如数百Mbps)数据传输，决定了微纳卫星数传只能是低速率、长时间和短间隔的方式，这与目前地面站常用的近地轨道卫星高速率、短时间、长间隔的数传方式相距较大，或者说目前地面站的工作模式、地理布局、设备状态均不适应微纳卫星的数传需求。

发明内容

本发明的目的在于，解决大量GNSS掩星微纳卫星探测数据不能及时有效的传输问题。为了实现上述目的，本发明提供了一种遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法。

一种遥感载荷与数传一体化系统，设置于中继卫星上，其特征在于，所述系统还包括通讯天线装置、L波段射频模块、X波段射频模块和综合基带处理模块；

所述通讯天线装置，用于接收导航定位信号、遥感载荷数据信号、L波段数传射频信号和X波段数传射频信号；还用于发射L波段数传射频信号和X波段数传射频信号；

所述L波段射频模块，用于将接收的遥感载荷数据信号和L波段数传射频信号分别转化为遥感载荷基带模拟信号和L波段数传基带模拟信号，输出至综合基带处理模块；将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为L波段数传射频信号输出至通讯天线装置；

所述X波段射频模块，用于将接收的X波段数传射频信号转化为X波段数传基带模拟信号，输出至综合基带处理模块；将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为X波段射频信号输出至通讯天线装置；

所述综合基带处理模块，用于将遥感载荷基带模拟信号、L波段数传基带模拟信号和X波段基带模拟信号分别进行处理与存储，根据链路协议建立及维护链路；并将需要中继传输的数据生成基带模拟信号输出给X波段射频模块和L波段射频模块。

作为所述装置的一种改进，所述通讯天线装置包括：导航定位天线、前向L波段天线、后向L波段天线、X波段波束可控天线和天线转台；

所述导航定位天线，用于接收导航定位信号，获得所在中继卫星的位置信息；

所述前向L波段天线，用于接收来自前向掩星的遥感载荷数据信号，并用于发送和接收同轨道面相邻卫星的L波段数传射频信号；

所述后向L波段天线，用于接收来自后向掩星的遥感载荷数据信号，并用于发送和接收同轨道面相邻卫星的L波段数传射频信号；

所述X波段波束可控天线，用于发送和接收X波段数传射频信号；

所述天线转台，用于带动X波段波束可控天线转动，使X波段波束可控天线准确指向相邻轨道面的中继卫星或地面站。

作为所述装置的一种改进，所述L波段射频模块包括L波段发射射频单元和L波段接收射频单元；

L波段发射射频单元包括第一滤波器、第一模拟调制器、和第一L波段射频放大器，用于将综合基带处理模块输出的基带模拟信号进行滤波、模拟调制、和射频放大，得到同轨道面星间传输的L波段数传射频信号；

L波段接收射频单元包括第二L波段射频放大器、第一模拟解调器和第二滤波器，用于将接收到的L波段数传射频信号和遥感载荷数据信号分别进行射频放大、模拟解调和滤波处理得到L波段数传基带模拟信号和遥感载荷基带模拟信号，输出至综合基带处理模块。

作为所述装置的一种改进，所述X波段射频模块包括：X波段发射射频单元和X波段接收射频单元；

所述X波段发射射频单元包括第三滤波器、第二模拟调制器、和第一X波段射频放大器，用于将综合基带处理模块输出的基带模拟信号依次进行滤波、模拟调制和射频放大得到相邻轨道面星间传输的X波段数传射频信号；

所述X波段接收射频单元包括第二X波段射频放大器、第二模拟解调器和第四滤波器，用于将接收到的X波段数传射频信号进行射频放大、模拟解调和滤波处理，得到X波段数传基带模拟信号输出至综合基带处理模块。

作为所述装置的一种改进，所述综合基带处理模块包括：协议执行单元、遥感载荷信号处理单元、数传信号处理单元

所述协议执行单元，用于根据链路协议建立链路、服务状态转换以及终止链路；

所述遥感载荷信号处理单元，用于将遥感载荷基带模拟信号进行模数转换、解调解码、数据处理与存储，用于对载荷观测量解算。

所述数传信号处理单元，用于接收L波段射频或者X波段射频的基带模拟信号，进行模数转换、解调和解码，并进行存储转发；同时将需要转发的数据进行编码、调制和数模转换，将模拟基带数据送往L波段射频或者X波段射频。

本发明还一种中继传输方法，在所述微纳卫星星座的每个卫星上设置上述的系统，所述方法包括：

在微纳卫星星座中选取若干中继卫星和若干即将入境的卫星；

确定中继卫星与同一轨道面的相邻卫星之间的同轨道面星间链路、中继卫星与相邻轨道面的中继卫星之间的相邻轨道面星间链路和中继卫星与即将入境的卫星之间的星地数传链路；

将微纳卫星星座的遥感载荷与数传信号通过同轨道面星间链路、相邻轨道面星间链路和星地数传链路发送至地面站，实现遥感载荷数据的中继传输。

作为所述方法的一种改进，所述在微纳卫星星座中选取若干中继卫星和若干即将入境的卫星，具体包括；

根据卫星载荷应用需求，进行星座构型，得到组网卫星的轨道分布；

分析星座轨道，获得星座的组网卫星运行轨道面、轨道面数量和每个轨道面内的卫星相邻关系及数量的信息；

根据组网卫星的轨道分布及其相邻关系，选取若干中继卫星；

根据地面站布局，在所述若干中继卫星中选取即将入境的卫星。

作为所述方法的一种改进，所述确定中继卫星与同一轨道面的相邻卫星之间的同轨道面星间链路、中继卫星与相邻轨道面的中继卫星之间的相邻轨道面星间链路和中继卫星与即将入境的卫星之间的星地数传链路，具体包括：

根据与所述中继卫星同一轨道面的相邻卫星的导航定位信息，获得所述相邻卫星的位置和星间距离，利用L波段天线、射频模块和综合基带处理模块与所述相邻卫星的L波段天线、射频模块和综合基带处理模块建立所述同轨道面星间链路；

根据相邻轨道面的中继卫星的导航定位信息，获得所述相邻轨道中继卫星的位置和星间距离，利用X波段天线、射频模块和综合基带处理模块与所述相邻轨道中继卫星的X波段天线、射频模块和综合基带处理模块建立所述相邻道面星间链路；

根据所述地面站的导航定位信息，获得地面站的位置和星地距离；利用即将入境的卫星的X波段天线、射频模块和综合基带处理模块与地面站建立所述星地数传链路；

所述相邻轨道面星间链路包括中继卫星与相邻轨道中继卫星之间的星间链路和中继卫星与即将入境的卫星之间的相邻轨道星间链路。

作为所述方法的一种改进，所述将微纳卫星星座的遥感载荷与数传信号通过同轨道面星间链路、相邻轨道面星间链路和星地数传链路发送至地面站，包括：

将微纳卫星星座的遥感载荷数据转化L波段数传射频信号通过同轨道面星间链路发送至中继卫星；

将中继卫星的遥感载荷数据与L波段数传射频信号组合转化成X波段数传射频信号经过相邻轨道面星间链路发送至相邻轨道面中继卫星，所述相邻轨道面中继卫星包括即将入境的卫星；

将即将入境的卫星的遥感载荷数据与X波段数传射频信号组合转化成X波段数传射频信号经过星地数传链路发送到地面站，实现微纳卫星星座的遥感载荷数据的中继传输。

本发明的优势在于：

1、本发明的遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法可以有效地提高链路传输效率；

2、本发明的遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法可以降低卫星资源消耗、减少地面站数量及地面站工作时间，

3、本发明的遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法可以满足任务对数据传输的需求。

附图说明

图1是本发明遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法144颗SSO同构星座构型的极区俯视；

图2是本发明遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法144颗SSO同构星座构型的赤道俯视；

图3是本发明遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法的同一轨道面卫星中继传输方式示意图；

图4是本发明遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法方案结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细的说明.

本发明提出一种遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法，通过星座轨道仿真分析，基于实际运行轨道拓扑变化规律，结合现有地面站布局，优化星间中继传输路径，将星间链路与星地链路相结合，获得优选的中继传输方式，实现载荷数据高时效下传。

本发明提供了遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法，将长时间工作的低速星间链路与短时间工作的高速星地链路结合起来，通过GNSS掩星星座卫星之间建立并维持长时间工作的星间低速链路，将相邻卫星的数据集中到某颗即将过境的微纳卫星上，再通过星地高速链路实现数据中继传输到地面站。

星座卫星数据自动中继传输技术必须密切结合星座轨道开展研究，以达到系统最佳；通过深入的星座轨道仿真分析，获得整个星座的卫星分布及其相邻关系，包括：首先研究大气掩星事件的判别约束；然后分析大气掩星全球覆盖星座的设计要素，星座设计要素包括组网卫星构型、轨道面数量、每个轨道面内卫星数量。在卫星总数量固定的条件下，轨道面数量和每个轨道面内的卫星数量呈反比关系；研究星座构型和卫星轨道面数量对掩星覆盖的影响，提出星座构型方案；最后开展星座星间关系分析，分析潜在的中继传输机会。

获得整个星座的卫星分布及其相邻关系，在优化策略下选取中继星；在明确星间距离、中继星及其相邻卫星数量的条件下进行星间链路优化。用L波段及X波段分别建立距离数千公里的同轨道面星间链路、相邻轨道面星间链路和星地链路，实现整个百星规模星座的互联互通。利用已有GNSS信号L波段射频接收通道建立同轨道卫星星间链路，将具有快速滚降特性的准恒包络调制信号嵌入GNSS射频通道，达到实时传输载荷数据的目的，最大限度地实现与载荷设备的一体化设计。

采用技术成熟的X波段射频模块建立相邻轨道卫星之间的高速传输链路，配合增益达20dBi的波束可控天线及高效信道编码技术，只需要使用一个1W的小型微波固态功放，有效地降低星载设备功耗，而且能够共享星间、星地链路设备；在对地三轴稳定的卫星平台上加装小型转台实现天线波束可控，通过星载GNSS接收机获取卫星轨道实时数据，并根据传输对象具体位置解算出转台需要转动的角度，在数传期间保持天线波束准确指向对象星或者地面站。

本发明提供了遥感载荷与数传一体化系统及中继传输方法，以降低卫星资源消耗(主要是能源)为目标，并且注重技术在微纳卫星中的实现。微纳卫星对数据传输资源(能源、数据处理能力、设备体积、重量)约束很大，针对百星量级微纳卫星星座GNSS遥感探测仪器小型化和低功耗的要求，和星-地数传链路无法满足迅捷传输到地面的问题，采用载荷与数传集成一体化和星间链路智能传输方案，解决技术与实现的平衡问题，从而保证链路在微纳卫星中得到实现。

本发明的遥感载荷与数传一体化系统，设置于中继卫星上，其特征在于，所述系统还包括通讯天线装置、L波段射频模块、X波段射频模块和综合基带处理模块；

所述通讯天线装置，用于接收导航定位信号、遥感载荷数据信号、L波段数传射频信号和X波段数传射频信号；还用于发射L波段数传射频信号和X波段数传射频信号；所述L波段射频模块，用于将接收的遥感载荷数据信号和L波段数传射频信号分别转化为遥感载荷模拟信号和L波段数传模拟信号，传输至综合基带处理模块；将所述综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为L波段数传射频信号输出至通讯天线装置；

所述X波段射频模块，用于将接收的X波段数传射频信号转化为X波段数传模拟信号，传输至综合基带处理模块；将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为X波段射频信号输出至通讯天线装置；

所述综合基带处理模块，用于将遥感载荷模拟信号、L波段数传模拟信号和X波段模拟信号分别进行模数转换、解调解码、数据处理与存储；完成链路协议；并将需要中继传输的数据进行编码调制、数模转换后，生成基带模拟信号传输给X波段射频模块和L波段射频模块。

该系统同轨道面L波段数传链路完成载荷数据在轨道面内卫星的中继传输，其设备与有效载荷共享相关通信硬件。相邻轨道面X波段星间链路完成载荷数据在不同轨道面之间卫星的中继传输，其设备与星地数传链路共用一套X波段数传发射装置。

所述通讯天线装置包括：导航定位天线、前向L波段天线、后向L波段天线、X波段波束可控天线和天线转台；

所述导航定位天线，用于接收导航定位信号，获得所述中继卫星的位置信息；

所述前向L波段天线，用于接收来自前向掩星的遥感载荷数据信号，并用于发送和接收同轨道面相邻卫星的L波段数传射频信号；

所述后向L波段天线，用于接收来自后向掩星的遥感载荷数据信号，并用于发送和接收同轨道面相邻卫星的传射L波段数频信号；

所述X波段波束可控天线，用于发送和接收X波段数传射频信号；

所述天线转台，用于带动X波段波束可控天线转动，使X波段波束可控天线准确指向相邻轨道面的中继卫星或地面站。

所述前向L波段天线和后向L波段天线，兼容GNSS遥感载荷和数据传输功能，用于接收穿过大气或电离层的GNSS卫星信号，该信号中包含大气及电离层对GNSS信号的附加相位延迟；通过提取该相位延迟，可以获得的大气温湿压，电离层电子密度等物理参数剖面曲线；GNSS遥感载荷掩星天线采用L波段宽带，从而可以兼容L波段同轨道面星间链路的数据传输。所述GNSS遥感载荷掩星天线采用了低剖面结构适应微纳卫星平台。所述L波段射频模块包括L波段发射射频单元和L波段接收射频单元；

L波段发射射频单元包括第一滤波器、第一模拟调制器和第一L波段射频放大器，用于将综合基带处理模块的信号进行滤波、模拟调制和射频放大得到同轨道面星间传输的L波段数传射频信号；

L波段接收射频单元包括第二L波段射频放大器、第一模拟解调器和第二滤波器，用于将接收到的L波段数传射频信号和遥感载荷数据信号分别进行射频放大、模拟解调和滤波处理得到L波段数传基带模拟信号和遥感载荷基带模拟信号，传输至综合基带处理模块。

所述L波段的载荷射频模块通过优化频率方案，将掩星信号的下变频与星间数传接收通道的下变频采用共享的集成一体化技术，使GNSS遥感载荷与数据传输在同一模块下完成；并且根据数据传输的码速率及带宽，射频选频滤波后在中频进行再次合路，并共用AD采样电路。

所述X波段射频模块包括：X波段发射射频单元和X波段接收射频单元；

所述X波段发射射频单元包括第二模拟调制器、第三滤波器和第一X波段射频放大器，用于将综合基带处理模块产生的基带模拟信号依次进行模拟调制、滤波和射频放大得到相邻轨道面星间传输的X波段数传射频信号；所述X波段接收射频单元包括第二X波段射频放大器、第四滤波器和第二模拟解调器，用于将接收到的X波段数传射频信号进行射频放大、滤波器和模拟解调处理，得到X波段数传基带模拟信号传输至综合基带处理模块。

所述X波段射频模块采用X波段可控波束天线获得高增益链路，有效减小数传信号发射功率、节省卫星功耗。

所述综合基带处理模块，用于对载荷天线观测信号进行捕获、跟踪处理和观测量解算，并且完成数传信号的调制解调和链路协议，载荷数据直接通过内部数据接口送至数传基带完成传输，所述载荷天线包括导航定位天线、GNSS遥感载荷掩星天线和可控波束天线，所述载荷数据包括导航定位天线接收的GNSS导航卫星的直达信号、GNSS遥感载荷掩星天线接收的L波段GNSS卫星信号及同轨道面星间链路数据传输信号和可控波束天线获得的相邻轨道面星间链路的X波段星间数据传输信号。

所述综合基带处理模块包括：协议执行单元、遥感载荷信号处理单元、数传信号处理单元

所述协议执行单元，用于根据链路协议建立链路、服务状态转换以及终止链路；

所述遥感载荷信号处理单元，用于将遥感载荷基带模拟信号进行模数转换、解调解码、数据处理与存储，用于对载荷观测量解算。

所述数传信号处理单元，用于接收L波段射频或者X波段射频的基带模拟信号，进行模数转换、解调、解码，并进行存储转发；同时将需要转发的数据进行编码、调制、数模转换，将模拟基带数据送往L波段射频或者X波段射频。

下面对本发明微纳卫星星座遥感载荷与数据的中继传输方法和遥感载荷与数传一体化系统及系统的一个具体实例进行说明。

按照144颗SSO同构星座构型，星座的结构与分布特点：144颗微纳星，共12个轨道面，同一轨道面12颗星。

如图1、图2所示的星座整体构型。通过轨道仿真分析，除了在极区存在交叉点之外，在赤道地区跨轨道面之间也存在交叉点，也是潜在的中继传输机会。

实现每个轨道面以3颗星为一组、中继卫星利用L波段同轨道面星间链路将前、后两颗星的数据收集起来，再通过X波段相邻轨道面星间链路转移到相邻轨道的卫星上，即在两极附近或者赤道附近将同一轨道中继卫星的数据交换到即将入境的其他轨道面的中继卫星上，然后下传到地面。这样一个轨道面只需要4颗星具备X波段数传能力即可。

具体来讲，同轨道的12颗星以每3颗星为一组，同轨道中继卫星与邻近的两颗星采用两个频率分别进行半双工双向通信，这样频率在空间上可以进行复用，节省频谱资源，而且也简化收发机模块为标准结构。

如图3所示，一个有6颗卫星的同一轨道面卫星中继传输方式示意图。图中S1、S2、S3为一组，S4、S5、S6为另外一组。以其中一组为例，S2作为中继卫星，与邻近的两颗星S1、S3分别采用两个频率f1、f2进行半双工双向通信，将S1与S3星的数据集中到S2中，再由S2在两极附近或者赤道附近将数据交换到即将入境的其他轨道面的卫星，然后下传到地面。在卫星保持对地定向姿态、卫星间相对位置不变情况下，同一轨道面的通信天线为GNSS遥感载荷掩星天线可以采用的固定波束天线，以去除复杂的天线指向控制机构。而相邻轨道面卫星的通信天线则需要带有天线转台及控制机构的可控波束天线。

假设任何一颗星采集数据量为432Mb/3小时，下面来分析一下，按照此种中继方式传输，能否需在3小时(约两轨)内下传到地面的：一轨数据量216Mb，12颗星共2.6Gb，在100Mbps星地、星间速率下，传输时间需要26秒。144颗卫星在3小时内的数据量共计62.4Gb，星地高速链路100Mbps，需要624秒，单星一个地面站就基本满足数据下传需求。

最坏情况下，刚出国境的一轨3小时内产生数据量(12颗*40kbps*3600秒/小时*3小时＝)5.2Gb，通过星间链路在两极附近交换到即将入境的其他轨道面的卫星，按照数据传输率100Mbps计算，传输时间需要52秒；而在星间距离小于500km，数据传输率可达100Mbps的持续时间可达200秒(南极+北极，邻近轨道、跨越轨道)，因此，可以完成同轨道面12颗星的数据跨轨传输。

如图4所示，本发明的GNSS遥感载荷与数传集成一体化系统组成如下：所述微纳卫星星座遥感载荷与数据的中继传输方法和遥感载荷与数传系统包括：导航定位天线，GNSS遥感载荷掩星天线，L波段的射频及数传单元，综合基带处理单元和X波段射频及数传单元。

GNSS遥感载荷工作原理：所述导航定位天线用于接收来自GNSS导航卫星的直达信号，用于提供微纳卫星的轨道数据。所述GNSS遥感载荷掩星天线用于接收穿过大气或电离层的GNSS卫星信号，该信号中包含大气及电离层对GNSS信号的附加相位延迟。通过提取该相位延迟，可以获得的大气温湿压，电离层电子密度等物理参数剖面曲线。

GNSS遥感载荷掩星天线采用L波段宽带设计，从而可以兼容L波段星间数传，采用了低剖面的设计适应微纳卫星平台。

所述掩星天线及低噪声放大器均采用宽带，可以覆盖1.1GHz～1.6GHz的带宽。通过优化频率方案，掩星信号的下变频模块与星间数传接收通道的下变频模块采用集成化一体化设计。并且根据数传的码速率及带宽，射频选频滤波后在中频进行再次合路，并共用AD采样电路。

在综合基带处理模块，对通讯天线装置的观测信号进行跟踪处理和观测量解算，并且完成数传信号的调制解调和链路协议，载荷数据直接通过内部数据接口送至综合基带处理模块完成传输。

星间链路中继传输：

同轨道面L波段数传链路完成载荷数据在轨道面内卫星的中继传输，其设备与有效载荷共享相关通信硬件。X波段相邻轨道面星间链路完成载荷数据在不同轨道面之间卫星的中继传输，其设备与星地数传链路共用一套X波段数传发射装置。

X波段数传采用可控波束天线获得高增益链路，有效减小数传信号发射功率、节省卫星功耗，收发模块与L波段通道一体化；同时利用载荷GNSS定位信号控制天线波束指向数传目标。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种遥感载荷与数传一体化系统，设置于中继卫星上，其特征在于，所述系统还包括通讯天线装置、L波段射频模块、X波段射频模块和综合基带处理模块；

所述通讯天线装置，用于接收导航定位信号、遥感载荷数据信号、L波段数传射频信号和X波段数传射频信号；还用于发射L波段数传射频信号和X波段数传射频信号；

所述通讯天线装置包括：导航定位天线、前向L波段天线、后向L波段天线、X波段波束可控天线和天线转台；

所述导航定位天线，用于接收导航定位信号，获得所在中继卫星的位置信息；

所述前向L波段天线，用于接收来自前向掩星的遥感载荷数据信号，并用于发送和接收同轨道面相邻卫星的L波段数传射频信号；

所述后向L波段天线，用于接收来自后向掩星的遥感载荷数据信号，并用于发送和接收同轨道面相邻卫星的L波段数传射频信号；

所述X波段波束可控天线，用于发送和接收X波段数传射频信号；

所述天线转台，用于带动X波段波束可控天线转动，使X波段波束可控天线准确指向相邻轨道面的中继卫星或地面站；

所述L波段射频模块，用于将接收的遥感载荷数据信号和L波段数传射频信号分别转化为遥感载荷基带模拟信号和L波段数传基带模拟信号，输出至综合基带处理模块；将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为L波段数传射频信号输出至通讯天线装置；

所述X波段射频模块，用于将接收的X波段数传射频信号转化为X波段数传基带模拟信号，输出至综合基带处理模块；将综合基带处理模块输出的基带模拟信号转化为X波段射频信号输出至通讯天线装置；

所述综合基带处理模块，用于将遥感载荷基带模拟信号、L波段数传基带模拟信号和X波段基带模拟信号分别进行处理与存储，根据链路协议建立及维护链路；并将需要中继传输的数据生成基带模拟信号输出给X波段射频模块和L波段射频模块。

2.根据权利要求1所述的遥感载荷与数传一体化系统，其特征在于，所述L波段射频模块包括L波段发射射频单元和L波段接收射频单元；

L波段发射射频单元包括第一滤波器、第一模拟调制器、和第一L波段射频放大器，用于将综合基带处理模块输出的基带模拟信号进行滤波、模拟调制、和射频放大，得到同轨道面星间传输的L波段数传射频信号；

L波段接收射频单元包括第二L波段射频放大器、第一模拟解调器和第二滤波器，用于将接收到的L波段数传射频信号和遥感载荷数据信号分别进行射频放大、模拟解调和滤波处理得到L波段数传基带模拟信号和遥感载荷基带模拟信号，输出至综合基带处理模块。

3.根据权利要求1所述的遥感载荷与数传一体化系统，其特征在于，所述X波段射频模块包括：X波段发射射频单元和X波段接收射频单元；

所述X波段发射射频单元包括第三滤波器、第二模拟调制器、和第一X波段射频放大器，用于将综合基带处理模块输出的基带模拟信号依次进行滤波、模拟调制和射频放大得到相邻轨道面星间传输的X波段数传射频信号；

所述X波段接收射频单元包括第二X波段射频放大器、第二模拟解调器和第四滤波器，用于将接收到的X波段数传射频信号进行射频放大、模拟解调和滤波处理，得到X波段数传基带模拟信号输出至综合基带处理模块。

4.根据权利要求1所述遥感载荷与数传一体化系统，其特征在于，所述综合基带处理模块包括：协议执行单元、遥感载荷信号处理单元和数传信号处理单元；

所述协议执行单元，用于根据链路协议建立链路、服务状态转换以及终止链路；

所述遥感载荷信号处理单元，用于将遥感载荷基带模拟信号进行模数转换、解调解码、数据处理与存储，用于对载荷观测量解算；

所述数传信号处理单元，用于接收L波段射频或者X波段射频的基带模拟信号，进行模数转换、解调和解码，并进行存储转发；同时将需要转发的数据进行编码、调制和数模转换，将模拟基带数据送往L波段射频或者X波段射频。

5.一种中继传输方法，在微纳卫星星座的每个卫星上设置权利要求1-4之一所述的系统，所述方法包括：

在微纳卫星星座中选取若干中继卫星和若干即将入境的卫星；

确定中继卫星与同一轨道面的相邻卫星之间的同轨道面星间链路、中继卫星与相邻轨道面的中继卫星之间的相邻轨道面星间链路和中继卫星与即将入境的卫星之间的星地数传链路；

将微纳卫星星座的遥感载荷与数传信号通过同轨道面星间链路、相邻轨道面星间链路和星地数传链路发送至地面站，实现遥感载荷数据的中继传输。

6.根据权利要求5所述的中继传输方法，其特征在于，所述在微纳卫星星座中选取若干中继卫星和若干即将入境的卫星，具体包括；

根据卫星载荷应用需求，进行星座构型，得到组网卫星的轨道分布；

分析星座轨道，获得星座的组网卫星运行轨道面、轨道面数量和每个轨道面内的卫星相邻关系及数量的信息；

根据组网卫星的轨道分布及其相邻关系，选取若干中继卫星；

根据地面站布局，在所述若干中继卫星中选取即将入境的卫星。

7.根据权利要求5所述的中继传输方法，其特征在于，所述确定中继卫星与同一轨道面的相邻卫星之间的同轨道面星间链路、中继卫星与相邻轨道面的中继卫星之间的相邻轨道面星间链路和中继卫星与即将入境的卫星之间的星地数传链路，具体包括：

根据与所述中继卫星同一轨道面的相邻卫星的导航定位信息，获得所述相邻卫星的位置和星间距离，利用L波段天线、射频模块和综合基带处理模块与所述相邻卫星的L波段天线、射频模块和综合基带处理模块建立所述同轨道面星间链路；

根据相邻轨道面的中继卫星的导航定位信息，获得所述相邻轨道中继卫星的位置和星间距离，利用X波段天线、射频模块和综合基带处理模块与所述相邻轨道中继卫星的X波段天线、射频模块和综合基带处理模块建立所述相邻道面星间链路；

根据所述地面站的导航定位信息，获得地面站的位置和星地距离；利用即将入境的卫星的X波段天线、射频模块和综合基带处理模块与地面站建立所述星地数传链路；

所述相邻轨道面星间链路包括中继卫星与相邻轨道中继卫星之间的星间链路和中继卫星与即将入境的卫星之间的相邻轨道星间链路。

8.根据权利要求5所述的中继传输方法，其特征在于，所述将微纳卫星星座的遥感载荷与数传信号通过同轨道面星间链路、相邻轨道面星间链路和星地数传链路发送至地面站，包括：

将微纳卫星星座的遥感载荷数据转化L波段数传射频信号通过同轨道面星间链路发送至中继卫星；

将中继卫星的遥感载荷数据与L波段数传射频信号组合转化成X波段数传射频信号经过相邻轨道面星间链路发送至相邻轨道面中继卫星，所述相邻轨道面中继卫星包括即将入境的卫星；

将即将入境的卫星的遥感载荷数据与X波段数传射频信号组合转化成X波段数传射频信号经过星地数传链路发送到地面站，实现微纳卫星星座的遥感载荷数据的中继传输。

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