CN112054836B - 一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，包括：射频接收处理模块、基带信号处理模块、基带信号总线模块、直接指令帧处理模块、间接指令处理模块、指令合路输出模块、注入数据帧处理模块、注入数据信息处理模块、双冗余总线。本发明利用异构的总线通道，实现星载遥控通道备份，并设计了灵活的通道切换手段，提高了星载遥控信息处理系统可靠性和故障隔离重构能力，进一步提升了遥感卫星连续稳定运行的能力。

Description

一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统及方法

技术领域

本发明涉及一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统及方法，属于航天器遥控技术领域。

背景技术

遥控的物理基础是电子技术，航天器遥控技术始终与电子技术同步进步。随着世界进入了互联网时代，在改变着人类生活的同时也深刻改变着遥控。可以说“互联网+”很早就在遥控中体现了。在航天器内遥控系统已经演变为数据管理系统、星务系统、综合电子系统等，这些都反映了同一事实：系统功能重点已从测控转移到综合管理，遥控逐步融入全星统一数据平台。从遥控原始的功能看，它的物理基础已不再是专用系统，而是以1553B、CAN、Space Wire等星上总线和各种串口协议为脉络连接起来的综合性分布式系统。遥控只是它的功能之一。航天器外，也由单一的遥控专用信道演变到包含载荷数据的全星统一综合数据传输信道，除了传统的副载波-载波调制，还扩展了直接载波调制和扩频载波调制，并逐步建立起中继信道和星间链路，遥控正一步步迈向空间互联网。

从航天器发展趋势看，越来越高的在轨可靠运行要求、长寿命要求都对航天器内遥控通道可靠性提出了更高要求。由于航天器遥控关系到整个飞行任务的成败，故常规的星载遥控通道设计中均采用冗余设计。常规的冗余设计，在出现共因失效时，不能保障系统的正常工作。因此，如何利用强大的卫星平台系统，在不增加系统配置的情况下，设计异构备份的遥控通道是航天器系统设计中需要关注的重点。

发明内容

本发明解决的技术问题是：为克服现有技术的不足，本发明提供一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统及方法，利用异构的总线通道，实现星载遥控通道备份，并设计了灵活的通道切换手段，提高了星载遥控信息处理系统可靠性和故障隔离重构能力，进一步提升了遥感卫星连续稳定运行的能力，同时也提高星载遥控通道的可靠性。

本发明解决所述技术问题的技术方案是:

一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，包括：射频接收处理模块、基带信号处理模块、基带信号总线模块、直接指令帧处理模块、间接指令处理模块、指令合路输出模块、注入数据帧处理模块、注入数据信息处理模块和双冗余总线；其中，

射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制；

基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流；

基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，对接收到的有效数据处理成用户需要的形式，并通过总线送至相应用户；对于其中的间接指令通过总线送至间接指令处理模块；

直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出间接指令脉冲；

指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲和间接指令脉冲合路输出；

双冗余总线实现各总线用户间信息传输。

进一步的，遥控信息包含直接指令路径信息和遥控通道中注入数据路径信息，对于这两种遥控信息，包含了两个互为备份的遥控通道。

进一步的，遥控通道中直接指令路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→直接指令帧处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中直接指令路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→双冗余总线→间接指令处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中注入数据路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→注入数据帧处理模块→注入数据信息处理模块→数据用户；

遥控通道中注入数据路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→数据用户。

进一步的，遥控信息处理系统默认使用路径1实现遥控信息处理；路径1和路径2的切换使用注入数据的方式实现，将此注入数据定义为通道切换指令；通道切换指令可以通过路径1或路径2送至注入数据信息处理模块，注入数据信息处理模块收到此指令后改变默认接收注入数据的路径。

一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，对接收到的有效数据处理成用户需要的形式，并通过总线送至相应用户；对于其中的间接指令通过总线送至间接指令处理模块；

S6、直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

S7、间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出间接指令脉冲；

S8、指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲和间接指令脉冲合路输出。

进一步的，遥控信息包含直接指令路径信息和遥控通道中注入数据路径信息，对于这两种遥控信息，包含了两个互为备份的遥控通道。

进一步的，遥控通道中直接指令路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→直接指令帧处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中直接指令路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→双冗余总线→间接指令处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中注入数据路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→注入数据帧处理模块→注入数据信息处理模块→数据用户；

遥控通道中注入数据路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→数据用户。

进一步的，遥控信息处理默认使用路径1实现；路径1和路径2的切换使用注入数据的方式实现，将此注入数据定义为通道切换指令；通道切换指令可以通过路径1或路径2送至注入数据信息处理模块，注入数据信息处理模块收到此指令后改变默认接收注入数据的路径。

进一步的，当地面发送的遥控信息是通道切换指令数据时，对遥控信息处理进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，判读有效数据是否是通道切换指令，如果不是则丢弃并反馈错误信息；如果是通道切换指令，则对指令内容进行校验，如果校验错误则丢弃并反馈错误信息；如果指令内容校验正确，则注入数据信息处理模块按照指令内容设置当前的数据接收通道。

进一步的，当地面发送的遥控信息是其它注入数据时，对遥控信息处理进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，如果当前接收通道是遥控通道，则对从注入数据帧处理模块送来的有效数据进行处理；否则，对从基带信号总线模块送来的接收到的有效数据进行处理。根据有效数据内容判断，如果不是间接指令，则通过总线送给相应用户；如果是间接指令，则通过总线送给间接指令处理模块；

S6、间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出间接指令脉冲；

S7、指令合路输出模块将需要相互备份的间接指令脉冲合路输出。

进一步的，当地面发送的遥控信息是直接指令时，对遥控信息处理进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

S4、指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲合路输出。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明基带信号通信模块与上行注入信息处理模块之间基于总线的遥控通道，实现了上行遥控通道的异构备份，防止遥控通道的共因失效故障模式，提高遥控通道可靠性；

(2)本发明设计的基于总线的遥控通道，可以利用现有的星载硬件资源，采用增加通信协议的方式实现，灵活、方便，具有良好的可实现性和推广性；

(3)本发明设计的基于总线的遥控通道，具有良好的兼容性，可以兼容1553B、CAN、RS422、Spacewire总线，可适应于不同类型航天器的遥控信息处理系统。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于总线通道备份的遥控信息处理系统的结构图；

图2为本发明实施例提供的遥控通道切换指令数据信息流图；

图3为本发明实施例提供的注入数据信息流图；

图4为本发明实施例提供的直接指令信息流图。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施不限于此。

一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，如图1所示，包括：射频接收处理模块、基带信号处理模块、基带信号总线模块、直接指令帧处理模块、间接指令处理模块、指令合路输出模块、注入数据帧处理模块、注入数据信息处理模块和双冗余总线；其中，

射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制；

基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流；

基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，对接收到的有效数据处理成用户需要的形式，并通过总线送至相应用户；对于其中的间接指令通过总线送至间接指令处理模块；

直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出间接指令脉冲；

指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲和间接指令脉冲合路输出；

双冗余总线实现各总线用户间信息传输。

遥控信息包含直接指令路径信息和遥控通道中注入数据路径信息，对于这两种遥控信息，包含了两个互为备份的遥控通道。

遥控通道中直接指令路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→直接指令帧处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中直接指令路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→双冗余总线→间接指令处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中注入数据路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→注入数据帧处理模块→注入数据信息处理模块→数据用户；

遥控通道中注入数据路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→数据用户。

遥控信息处理系统默认使用路径1实现遥控信息处理；路径1和路径2的切换使用注入数据的方式实现，将此注入数据定义为通道切换指令；通道切换指令可以通过路径1或路径2送至注入数据信息处理模块，注入数据信息处理模块收到此指令后改变默认接收注入数据的路径。

一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，对接收到的有效数据处理成用户需要的形式，并通过总线送至相应用户；对于其中的间接指令通过总线送至间接指令处理模块；

S6、直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

S7、间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出间接指令脉冲；

S8、指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲和间接指令脉冲合路输出。

具体的，

当地面发送的遥控信息是通道切换指令数据时，按照图2的处理流程，对遥控信息处理进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，判读有效数据是否是通道切换指令，如果不是则丢弃并反馈错误信息；如果是通道切换指令，则对指令内容进行校验，如果校验错误则丢弃并反馈错误信息；如果指令内容校验正确，则注入数据信息处理模块按照指令内容设置当前的数据接收通道。

当地面发送的遥控信息是其它注入数据(非通道切换指令数据)时，按照图3的处理流程，对遥控信息处理进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，如果当前接收通道是遥控通道，则对从注入数据帧处理模块送来的有效数据进行处理；否则，对从基带信号总线模块送来的接收到的有效数据进行处理。根据有效数据内容判断，如果不是间接指令，则通过总线送给相应用户；如果是间接指令，则通过总线送给间接指令处理模块；

S6、间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出间接指令脉冲；

S7、指令合路输出模块将需要相互备份的间接指令脉冲合路输出。

当地面发送的遥控信息是直接指令时，按照图4的处理流程，对遥控信息处理进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

S4、指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲合路输出。

本发明基带信号通信模块与上行注入信息处理模块之间基于总线的遥控通道，实现了上行遥控通道的异构备份，防止遥控通道的共因失效故障模式，提高遥控通道可靠性；

本发明设计的基于总线的遥控通道，可以利用现有的星载硬件资源，采用增加通信协议的方式实现，灵活、方便，具有良好的可实现性和推广性；

本发明设计的基于总线的遥控通道，具有良好的兼容性，可以兼容1553B、CAN、RS422、Spacewire总线，可适应于不同类型航天器的遥控信息处理系统。

以上所述，仅为本种适用于空间大型柔性结构的内共振式减振方法的具体实施例，是为了便于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内理解和应用本发明，但本发明的保护范围不局限于此，在本技术方案的基础上做出不需要经过创造性劳动的等效原理方法变化或者各种替换都在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，其特征在于，包括：射频接收处理模块、基带信号处理模块、基带信号总线模块、直接指令帧处理模块、间接指令处理模块、指令合路输出模块、注入数据帧处理模块、注入数据信息处理模块和双冗余总线；其中，

射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制；

基带信号处理模块接收射频接收处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流；

基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，对接收到的有效数据处理成用户需要的形式，并通过总线送至相应用户；对于其中的间接指令通过总线送至间接指令处理模块；

直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块， 否则直接输出间接指令脉冲；

指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲和间接指令脉冲合路输出；

双冗余总线实现各总线用户间信息传输。

2.如权利要求1所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，其特征在于，遥控信息包含直接指令路径信息和遥控通道中注入数据路径信息，对于这两种遥控信息，包含了两个互为备份的遥控通道。

3.如权利要求2所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，其特征在于，

遥控通道中直接指令路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→直接指令帧处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中直接指令路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→双冗余总线→间接指令处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中注入数据路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→注入数据帧处理模块→注入数据信息处理模块→数据用户；

遥控通道中注入数据路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→数据用户。

4.如权利要求3所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理系统，其特征在于，

遥控信息处理系统默认使用路径1实现遥控信息处理；路径1和路径2的切换使用注入数据的方式实现，将此注入数据定义为通道切换指令；通道切换指令可以通过路径1或路径2送至注入数据信息处理模块，注入数据信息处理模块收到此指令后改变默认接收注入数据的路径。

5.一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频接收处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，对接收到的有效数据处理成用户需要的形式，并通过总线送至相应用户；对于其中的间接指令通过总线送至间接指令处理模块；

S6、直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

S7、间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块， 否则直接输出间接指令脉冲；

S8、指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲和间接指令脉冲合路输出。

6.如权利要求5所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，遥控信息包含直接指令路径信息和遥控通道中注入数据路径信息，对于这两种遥控信息，包含了两个互为备份的遥控通道。

7.如权利要求6所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，

遥控通道中直接指令路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→直接指令帧处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中直接指令路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→双冗余总线→间接指令处理模块→指令合路输出模块→直接指令用户；

遥控通道中注入数据路径1：射频接收处理模块→基带信号处理模块→注入数据帧处理模块→注入数据信息处理模块→数据用户；

遥控通道中注入数据路径2：射频接收处理模块→基带信号处理模块→基带信号总线模块→双冗余总线→注入数据信息处理模块→数据用户。

8.如权利要求7所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，

遥控信息处理默认使用路径1实现；路径1和路径2的切换使用注入数据的方式实现，将此注入数据定义为通道切换指令；通道切换指令可以通过路径1或路径2送至注入数据信息处理模块，注入数据信息处理模块收到此指令后改变默认接收注入数据的路径。

9.如权利要求6所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，当地面发送的遥控信息是通道切换指令数据时，对遥控信息进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频接收处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，判读有效数据是否是通道切换指令，如果不是则丢弃并反馈错误信息；如果是通道切换指令，则对指令内容进行校验，如果校验错误则丢弃并反馈错误信息；如果指令内容校验正确，则注入数据信息处理模块按照指令内容设置当前的数据接收通道。

10.如权利要求6所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，当地面发送的遥控信息是除通道切换指令数据外的其它注入数据时，对遥控信息进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频接收处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、基带信号总线模块接收基带信号处理模块输出的PCM码流，提取上行注入数据帧，并对数据帧进行校验，校验正确后，通过双冗余总线将数据帧有效内容送至注入数据信息处理模块；数据帧如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S4、注入数据帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取上行注入数据帧，并对注入数据帧进行校验，如果校验正确则将有效数据内容以串行PCM码流形式送至注入数据信息处理模块；如果校验错误，则丢弃并反馈错误信息；

S5、注入数据信息处理模块从注入数据帧处理模块和基带信号总线模块接收注入数据帧中的有效数据，如果当前接收通道是遥控通道，则对从注入数据帧处理模块送来的有效数据进行处理；否则，对从基带信号总线模块送来的接收到的有效数据进行处理；根据有效数据内容判断，如果不是间接指令，则通过总线送给相应用户；如果是间接指令，则通过总线送给间接指令处理模块；

S6、间接指令处理模块通过双冗余总线接收注入数据信息处理模块输出的间接指令，对间接指令进行译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确，则判断是否是与直接指令备份的间接指令，如果是则输出间接指令脉冲给指令合路输出模块， 否则直接输出间接指令脉冲；

S7、指令合路输出模块将需要相互备份的间接指令脉冲合路输出。

11.如权利要求6所述的一种遥感卫星基于总线通道备份的遥控信息处理方法，其特征在于，当地面发送的遥控信息是直接指令时，对遥控信息进行处理的具体步骤如下：

S1、射频接收处理模块接收上行遥控信号，完成低噪声放大、下变频、滤波、中频信号放大和AGC控制，将处理后的中频信号送给基带信号处理模块；

S2、基带信号处理模块接收射频接收处理模块输出的中频信号，对接收的信号进行解扩、解调，输出遥控PCM码流给基带信号总线模块、注入数据帧处理模块和直接指令帧处理模块；

S3、直接指令帧处理模块接收基带信号处理模块输出的上行PCM码流，提取直接指令帧，并进行指令译码，如果译码错误，则丢弃并反馈错误信息；如果译码正确则判断此指令是否有间接指令与之备份，如有则输出直接指令脉冲给指令合路输出模块，否则直接输出指令脉冲；

S4、指令合路输出模块将需要相互备份的直接指令脉冲合路输出。

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