CN111929719A - 低轨科学卫星全球捷联系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种低轨科学卫星全球捷联系统及方法，包括：科学卫星搭载星载短报文终端，星载短报文终端具有收发一体功能；导航卫星通过北斗短报文星间链路与星载短报文终端进行信息交互，以执行科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至科学卫星；导航地面控制中心通过北斗短报文星间链路与导航卫星进行信息交互，以执行将科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至导航卫星；地面科学应用及支撑系统根据科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集科学卫星应急数据指令。

Description

低轨科学卫星全球捷联系统及方法
技术领域
本发明涉及北斗卫星技术领域，特别涉及一种低轨科学卫星全球捷联系统及方法。
背景技术
空间科学卫星由于其目标探测的全天域与实时响应要求，需要具备境内地面站之间准实时的上下行链路，以便将探测到的目标位置等信息传回地面，并采取相应的后随动作。以美国宇航局(NASA)最著名的科学卫星 SWIFT为例。SWIFT是NASA迄今为止，科学产出最高的科学卫星之一，全称为伽玛暴快速反应探测器(SWIFT)，是一颗专门用于观测伽马暴的卫星，拥有伽马射线、X射线、紫外线以及可见光多个波段的观测能力。除了它具备精密的天文载荷之外，中继卫星对它的通信支持也功不可没。当SWIFT上面的伽马探测器检测到天体上一个爆发源(爆发源的种类很多，持续时间也从数秒到数周不等，但是大部分源是瞬态的)，它需要尽可能快的通知到地面的科学装置，特别是光学天文台，引导后随的天文台进行多普段的观测，天文上称这种工作模式为Alert后随观测信息下发。 SWIFT发现目标后，通过中继星反向链路快速将目标的赤经赤纬信息下发到地面。NASA为了这部分科学产出，动用了中继卫星的资源，也获得了极大的产出，据不完全统计SWIFT相关科学团队一年可产出上百篇SCI文章，为人类的天文研究做出了巨大的贡献。
以2017年轰动性的GW170817引力波事件为例。2017年8月17日， LIGO和VIRGO共同探测到的引力波事件GW170817，这是人类首次直接探测到由两颗中子星并合产生的引力波事件。随后的几秒之内，美国宇航局Fermi伽玛射线卫星和欧洲INTEGRAL卫星都探测到了一个极弱的短时伽玛射线暴GRB170817A。全球有几十台天文设备对GW 170817开展了后随观测，确定这次的引力波事件发生在距离地球1.3亿光年之外的编号为 NGC4993的星系中，由两个中子星合并产生的引力波信号，同时伴随着引力波电磁对应体的产生，验证了科学家之前的猜想。这个重大发现的起源是什么？是fermi卫星的伽马爆探测器探测到了一个高能的信号，fermi卫星通过NASA的中继星快速的将这个信号发到地面科学系统，从而引导全球几十台天文设备对GW 170817开展了后随观测，并通知LIGO和VIRGO 对这个天区的数据进行重点解析，据此产出了重大科学发现。
同样地，天文卫星的上行通信需求也是极其重要。当SWIFT的信息下发后，在天文数据网会开始广播，除了地面的科学装置以外，其他在轨的天文卫星也会有参与一起协同观测的需求；或者是地面的科学装置发现的目标，需要在轨天文卫星协同观测。这样就需要快速的上行通信链路需求，天文界称之为Target of opportunity。SWIFT通过中继卫星的前向链路实现快速的上行观测需求上注，从上行数据中获取目标的方位，自主控制载荷指向所需观测的天区。
NASA采用中继星的方案实现快速上下行，但需要占用大量的中继信道资源。因为必须在7*24Hr的情况下，有中继星跟踪SWIFT或者Fermi 卫星，而实际传输的数据其实非常的小，天体信息基本在几十个字节左右。由于我国的中继卫星资源有限，目前的使用都是提前预约式，需提前一周制定使用计划，而爆发源的产生和探测是未知和随机的，无法采用中继卫星做快速通信方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低轨科学卫星全球捷联系统及方法，以解决现有的中继卫星资源有限导致无法采用中继卫星做快速通信方案的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种低轨科学卫星全球捷联系统，包括：
科学卫星，被配置为搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；
导航卫星，被配置为通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星；
导航地面控制中心，被配置为通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星；
地面科学应用及支撑系统，被配置为根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星应急数据指令。
可选的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述导航卫星包括5 颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星、以及14颗北斗全球系统卫星；
所述5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星及14颗北斗全球系统卫星均具备短报文通信功能；
所述5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星的轨位分别为：58.75E度、 80E度、110.5E度、140E度及160E度。
可选的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述低轨科学卫星全球捷联系统还包括S波段地面站，
所述S波段地面站与所述科学卫星进行遥测遥控通信；
所述S波段地面站向所述地面科学应用及支撑系统发送所述遥测遥控数据；
所述S波段地面站还接收所述导航地面控制中心发出的所述科学卫星观测事件应急信息；
所述地面科学应用及支撑系统通过所述S波段地面站向所述导航地面控制中心发送所述科学卫星应急数据指令的数据。
可选的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述低轨科学卫星全球捷联系统还包括X波段数传地面站；
所述X波段数传地面站接收所述科学卫星发出的X波段原始数据；
所述X波段数传地面站向所述地面科学应用及支撑系统发送所述X波段原始数据。
可选的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述科学卫星包括爱因斯坦探针卫星、先进太阳天文台卫星、全球水循环观测卫星、磁层-电离层综合星座及引力波暴高能电磁对应体全天监测器中的一个或多个。
可选的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述科学卫星为低轨道卫星。
可选的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，
所述科学卫星首先对获得的监测数据进行预处理，根据指令或预先计划定时传送给星载北斗短报文系统；
所述星载北斗短报文系统遵照北斗终端通信协议，将接收的数据转换成北斗终端能够识别的通信申请数据格式，然后通过串行口将转换后的数据传送至区域系统的短报文通信模块；
所述短报文通信模块将包含接收方ID号和通讯内容的通讯申请信号加密后通过固态功放和天线发射，经由所述导航卫星转发入站；
所述导航地面控制中心接收到通信申请信号后，经脱密和再加密后加入持续广播的出站广播电文中，经所述导航卫星广播给所述地面科学应用及支撑系统；
所述地面科学应用及支撑系统接收出站信号，解调解密出站电文，完成一次通信。
本发明还提供一种低轨科学卫星全球捷联方法，包括：
科学卫星搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；
导航卫星通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星；
导航地面控制中心通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星；
地面科学应用及支撑系统根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星应急数据指令。
在本发明提供的低轨科学卫星全球捷联系统及方法中，由于导航卫星通过北斗短报文星间链路与星载短报文终端进行信息交互，以执行科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星，实现了一种利用北斗系统全球短报文功能满足国家空间科学先导专项全天域捷联通信需求的全新解决方案，具有成本低、实时性好、易于实现的优点。
本发明的低轨科学卫星全球捷联系统及方法可推广到所有低轨卫星及星座系统中，使其以较低成本，在没有复杂星间链路通信情况下，实现准实时全天域应急测控以及与境内用户的实时双向通信功能，极大提高低轨卫星境外可靠性、安全性与实时性。本发明充分利用了北斗卫星研制过程中积累的基础与优势，探索、拓展了北斗系统应用新模式、新方法，为北斗应用示范提供了新的方向与前景。
目前北斗全球定位系统建设要已经完成，北斗短报文全球覆盖的快速通信能力可以非常高效的满足EP、GECAM等低轨卫星快速上下行通信需求，该方案与中继卫星方案及星间链路方案相比，具有实施简单、成本相对低廉等优势。系统框图如下。具有科学卫星之间的链路交互拓展实验能力。
附图说明
图1是本发明一实施例基于北斗短报文系统的科学卫星快速上下行通信系统拓扑示意图；
图2是本发明一实施例低轨科学卫星全球捷联系统中GECAM卫星、 5颗GEO卫星、14颗MEO卫星的星下点分布；
图3是本发明一实施例一天内科学卫星与北斗带短报文功能的导航卫星的可见弧段分布。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的低轨科学卫星全球捷联系统及方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。
本发明的核心思想在于提供一种低轨科学卫星全球捷联系统及方法，以解决现有的中继卫星资源有限导致无法采用中继卫星做快速通信方案的问题。
为实现上述思想，本发明提供了一种低轨科学卫星全球捷联系统及方法，包括：科学卫星搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；导航卫星通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星；导航地面控制中心通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星；地面科学应用及支撑系统根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星应急数据指令。
北斗卫星导航系统BD(BeiDou Navigation Satellite System)，是中国自主研发，具有自主知识产权，自主控制的卫星导航系统，包括北斗一号、北斗二号、北斗三号。北斗一号是一个已投入使用的区域性卫星导航系统，北斗二号自2012年起提供区域导航服务。2020年6月底，已经完成北斗三号卫星组网工作。
北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星。非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星(MEO)和3颗倾斜同步轨道卫星(IGSO)组成。
我国确定按“分步实施，先区域后全球”思路建设第二代卫星导航定位系统。2012年建成满足区域、无源、三维导航定位、可扩展的区域导航系统；2020年6月已经，建设成北斗全球导航定位系统。该系统除了可提供定位功能外，还可为用户提供短报文通信功能。
本实施例提供了一种低轨科学卫星全球捷联系统及方法，如图1所示，包括：科学卫星10搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；导航卫星20通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心40，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星 10；导航地面控制中心40通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星20进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统(包括地面科学支撑系统50及地面科学应用系统60，此处是指地面科学支撑系统50)，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星20；地面科学应用及支撑系统(此处是指地面科学应用中心60)根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星10应急数据指令。
如图2所示，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述导航卫星 20包括5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星、以及14颗北斗全球系统卫星；所述5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星及14颗北斗全球系统卫星均具备短报文通信功能；所述5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星的轨位分别为：58.75E度、80E度、110.5E度、140E度及160E度。
具体的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述低轨科学卫星全球捷联系统还包括S波段地面站30，所述S波段地面站30与所述科学卫星10进行遥测遥控通信；所述S波段地面站30向所述地面科学应用及支撑系统(即地面科学支撑系统50)发送所述遥测遥控数据；所述S波段地面站30还接收所述导航地面控制中心40发出的所述科学卫星观测事件应急信息；所述地面科学应用及支撑系统(即地面科学支撑系统50)通过所述S波段地面站30向所述导航地面控制中心40发送所述科学卫星应急数据指令的数据。
进一步的，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述低轨科学卫星全球捷联系统还包括X波段数传地面站30；所述X波段数传地面站30 接收所述科学卫星10发出的X波段原始数据；所述X波段数传地面站30 向所述地面科学支撑系统50发送所述X波段原始数据。
在本发明的一个实施例中，在所述的低轨科学卫星全球捷联系统中，所述科学卫星10包括引力波暴高能电磁对应体全天监测器、爱因斯坦探针卫星、先进太阳天文台卫星、全球水循环观测卫星、磁层-电离层综合星座等。
中国批复立项3项卫星型号工程，简介如下。
EP科学目标包括：EP将在宇宙高能暂现源系统性发现与研究、发现和探测沉寂的黑洞及其爆发、探测引力波事件的电磁对应体并精确定位这几个方面做出突破性的科学发现：(1)以高于现有设备一个数量级的探测灵敏度、在迄今监测范围最广的宇宙空间发现X射线暂现天体。(2)通过探测X射线爆发时间，发现并探测宇宙中各种尺度上的沉寂黑洞；测绘宇宙黑洞的分布，探索黑洞附近的极端物理过程。(3)探测引力波爆发源所对应的电磁波暂现信号，并精确定位，以证认引力波源的对应天体；
此外，EP的暂现源系统性巡天还将发现宇宙更为遥远(早期)的伽马射线暴，以追踪照亮宇宙“黑暗时代”的第一代恒星，并利用其作为“灯塔”探索早期宇宙的黎明和再电离时期，以及第一代星系和早期星际介质。探测超新星爆发瞬时的X射线爆发辐射等等。此外，爱因斯坦探针还将积累海量的全天时域巡天数据，可以用来开展大样本天体的X射线时变监测普查，研究包括恒星、致密天体、活动星系核等天体的活动性及其物理过程和起源。
EP功能指标包括：宽视场X射线望远镜(WXT)是核心载荷，其功能为：对大视场内的X射线天体进行聚焦成像观测；探测和定位视场中的 X射线暂现源和爆发源；发布触发源的警报信息。
窄视场后随观测望远镜(FXT)是有效载荷之一，其功能为：自主对WXT发现的暂现源或爆发源后随观测；根据地面指令对机遇天体目标观测。 EP卫星工作轨道为：600km、圆轨道、29度倾角，升交点赤经任意。
GECAM卫星科学目标包括：发现引力波暴和快速射电暴等新类型宇宙剧烈活动的高能电磁对应体；揭示伽玛暴和磁星爆发的物理机制。 GECAM卫星功能指标包括：伽玛射线探测器(GRD)是GECAM的主要载荷，其主要任务和功能是：实现对空间伽玛射线暴发源的宽能段时变和能谱观测，并通过多个探头实现对源的定位。荷电粒子探测器(CPD)是 GECAM的辅助载荷，可以帮助区分GRD上的伽玛暴和空间荷电粒子事件：伽玛射线和荷电粒子在GRD和CPD上探测效率差异很大，因此通过GRD 和CPD的计数率之比，可推断暴是由伽玛射线还是荷电粒子(以电子为主) 组成的。此外CPD可监测空间环境荷电粒子流强变化，研究GRD的在轨本底。GECAM卫星工作轨道为：600km、圆轨道、29度倾角，升交点赤经任意。
利用北斗短报文实现低轨科学卫星全球捷联方法主要内容包括系统的组成、功能、性能指标，以及技术方案等，开展空间科学先导专项中GECAM 卫星等科学卫星与北斗全球系统的几何互联分析；主要统计结果包括： GECAM卫星与北斗卫星进行链路通信的情况(同时可见北斗卫星数最大值、平均值、最小值)；GECAM与北斗卫星通信时间情况(最长时间、平均时间、最短时间等)；以及GECAM卫星是否可以与北斗导航系统无缝覆盖能力的确认；链路时延仿真分析；应用模式规划等。
低轨科学全球捷联系统由多颗科学卫星(含星载短报文终端)、5颗(北斗三号首颗地球静止轨道)GEO卫星、14颗北斗全球系统卫星(非静止轨道卫星由27颗中圆轨道卫星(MEO)和3颗倾斜同步轨道卫星(IGSO)组成)、地面科学应用终端、导航地面控制中心等组成；星载短报文终端具有收发一体功能，它搭载在科学卫星上，实现与导航卫星的信息交互；所选的5颗 GEO卫星及14颗北斗全球系统卫星均具备短报文通信功能。
系统功能包括：通过星-星-地链路，可完成低轨科学卫星观测事件应急信息高时效地下发给地面科学应用系统；通过地-星-星链路，可完成科学应用系统与科学卫星进行高时效地上行应急数据指令；另外，具有科学卫星之间的链路交互拓展实验能力。
以低地球轨道(LEO)科学卫星为例，LEO星载北斗短报文系统主要工作流程包括：所述科学卫星首先对获得的监测数据进行预处理，根据指令或预先计划定时传送给星载北斗短报文系统；所述星载北斗短报文系统遵照北斗终端通信协议，将接收的数据转换成北斗终端能够识别的通信申请数据格式，然后通过串行口将转换后的数据传送至区域系统的短报文通信模块；所述短报文通信模块将包含接收方ID号和通讯内容的通讯申请信号加密后通过固态功放和天线发射，经由所述导航卫星转发入站；所述导航地面控制中心接收到通信申请信号后，经脱密和再加密后加入持续广播的出站广播电文中，经所述导航卫星广播给所述地面科学应用及支撑系统；所述地面科学应用及支撑系统接收出站信号，解调解密出站电文，完成一次通信。
本实施例还提供一种低轨科学卫星全球捷联方法，包括：科学卫星搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；导航卫星通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星；导航地面控制中心通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星；地面科学应用及支撑系统根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星应急数据指令。
在本发明提供的低轨科学卫星全球捷联系统及方法中，由于导航卫星通过北斗短报文星间链路与星载短报文终端进行信息交互，以执行科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星，实现了一种利用北斗系统全球短报文功能满足国家空间科学先导专项全天域捷联通信需求的全新解决方案，具有成本低、实时性好、易于实现的优点。
本发明的低轨科学卫星全球捷联系统及方法可推广到所有低轨卫星及星座系统中，使其以较低成本，在没有复杂星间链路通信情况下，实现准实时全天域应急测控以及与境内用户的实时双向通信功能，极大提高低轨卫星境外可靠性、安全性与实时性。本发明充分利用了北斗卫星研制过程中积累的基础与优势，探索、拓展了北斗系统应用新模式、新方法，为北斗应用示范提供了新的方向与前景。
随着北斗全球系统的建设，北斗短报文全球覆盖的快速通信能力可以非常高效的满足EP、GECAM等低轨卫星快速上下行通信需求，该方案与中继卫星方案及星间链路方案相比，具有实施简单、成本相对低廉等优势。系统框图如图1所示。具有科学卫星之间的链路交互拓展实验能力。
本实施例还进行了基于北斗短报文功能的低轨科学卫星全球捷联性能仿真，如图3所示，以GECAM卫星为例子，经过北斗全球导航卫星星座系统仿真后，统计结果：每颗GECAM卫星最多可以与11颗北斗卫星进行短报文链路通信，至少可以与2颗北斗卫星进行数据通信，平均可以与5.6 颗北斗卫星进行数据通信；GECAM与单颗北斗卫星通信平均时间约32分钟，最长时间约36分钟，最短时间约0.33分钟。
不考虑硬件设备时延情况下，考虑最长时延的链路情况，仿真结果表明：全链路(由GECAM卫星、中高轨导航卫星、地面控制中心站、中高轨导航卫星，地面科学应用系统构成)时延约0.41s。
可见，GECAM卫星可以经过北斗全球系统将短数据准实时地与地面任意一个地面站、或个人用户实现短数据交互，极大提高了GECAM卫星的应急数据交互能力。
通过空间科学先导专项GECAM卫星星座、EP卫星等低轨科学卫星的搭载发射，可以验证基于北斗短报文的全球捷联方法的可行性。
综上，上述实施例对低轨科学卫星全球捷联系统及方法的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，包括：
科学卫星，被配置为搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；
导航卫星，被配置为通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星；
导航地面控制中心，被配置为通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星；
地面科学应用及支撑系统，被配置为根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星应急数据指令。
2.如权利要求1所述的低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，所述导航卫星包括5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星、以及14颗北斗全球系统卫星；
所述5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星及14颗北斗全球系统卫星均具备短报文通信功能；
所述5颗北斗三号地球静止轨道GEO卫星的轨位分别为：58.75E度、80E度、110.5E度、140E度及160E度。
3.如权利要求1所述的低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，所述低轨科学卫星全球捷联系统还包括S波段地面站，
所述S波段地面站与所述科学卫星进行遥测遥控通信；
所述S波段地面站向所述地面科学应用及支撑系统发送所述遥测遥控数据；
所述S波段地面站还接收所述导航地面控制中心发出的所述科学卫星观测事件应急信息；
所述地面科学应用及支撑系统通过所述S波段地面站向所述导航地面控制中心发送所述科学卫星应急数据指令的数据。
4.如权利要求1所述的低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，所述低轨科学卫星全球捷联系统还包括X波段数传地面站；
所述X波段数传地面站接收所述科学卫星发出的X波段原始数据；
所述X波段数传地面站向所述地面科学应用及支撑系统发送所述X波段原始数据。
5.如权利要求1所述的低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，所述科学卫星包括爱因斯坦探针卫星、先进太阳天文台卫星、全球水循环观测卫星、磁层-电离层综合星座及引力波暴高能电磁对应体全天监测器中的一个或多个。
6.如权利要求1所述的低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，所述科学卫星为低轨道卫星。
7.如权利要求6所述的低轨科学卫星全球捷联系统，其特征在于，
所述科学卫星首先对获得的监测数据进行预处理，根据指令或预先计划定时传送给星载北斗短报文系统；
所述星载北斗短报文系统遵照北斗终端通信协议，将接收的数据转换成北斗终端能够识别的通信申请数据格式，然后通过串行口将转换后的数据传送至区域系统的短报文通信模块；
所述短报文通信模块将包含接收方ID号和通讯内容的通讯申请信号加密后通过固态功放和天线发射，经由所述导航卫星转发入站；
所述导航地面控制中心接收到通信申请信号后，经脱密和再加密后加入持续广播的出站广播电文中，经所述导航卫星广播给所述地面科学应用及支撑系统；
所述地面科学应用及支撑系统接收出站信号，解调解密出站电文，完成一次通信。
8.一种低轨科学卫星全球捷联方法，其特征在于，包括：
科学卫星搭载星载短报文终端，所述星载短报文终端具有收发一体功能；
导航卫星通过北斗短报文星间链路与所述星载短报文终端进行信息交互，以执行所述科学卫星观测事件应急信息快速下发给导航地面控制中心，和/或执行将科学卫星应急数据指令的数据上注至所述科学卫星；
导航地面控制中心通过北斗短报文星间链路与所述导航卫星进行信息交互，以执行将所述科学卫星观测事件应急信息发送至地面科学应用及支撑系统，和/或执行将所述科学卫星应急数据指令的数据上注至所述导航卫星；
地面科学应用及支撑系统根据所述科学卫星观测事件应急信息形成发布信息、科学产品及后随观测信息中的一项或多项，以及收集所述科学卫星应急数据指令。
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