CN112272052B - 一种用于大规模卫星星座伪码复用设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大规模卫星星座伪码复用设备及复用方法，设备包括扩频测控应答机、星务计算机、伪码控制器和伪码生成器；星务计算机接收地面伪码控制指令转换为伪码控制数据发送伪码控制器，伪码控制器接收星务计算机发出的伪码控制数据并控制伪码生成器；伪码生成器接收伪码控制数据生成伪码，发送至扩频测控应答机。本发明由于基于FPGA及软件无线电技术，卫星星座的伪码可按地面管理需求进行灵活配置，例如同一批集中过境卫星在地面控制下分配不同的伪码，下一批过境微晶再复用上一批扩频测控伪码，从而避免了所有星座卫星分配地理的扩频测控伪码，实现了有限的扩频测控伪码组成可重复用于多批次的卫星星座测控。

Description

一种用于大规模卫星星座伪码复用设备及方法
技术领域
本发明属于无线电测控技术领域，尤其涉及一种用于大规模卫星星座伪码复用设备及方法。
背景技术
航天测控系统主要完成在轨卫星跟踪测量、遥测、遥控等任务。航天测控是地面对在轨卫星进行管理的唯一手段。
目前，航天测控的主要技术手段是微波统一测控、扩频测控等。微波统一测控的主要使用频段是S频段，又称为统一S频段(USB)测控。统一S频段测控的基本原理是发射端将各种信息先分别调制在不同频率的副载波上，然后相加共同调制在一个S频段载波上，发送至接收端进行解调恢复出需要的信息。统一S频段测控系统中，卫星需要在入轨前预先分配频点。对于大规模卫星星座，统一S频段测控系统多星管理的主要手段是通过不同频点区分不同卫星。尽管可以根据不同过镜时间多个卫星公用频点实现频率复用，但是大规模卫星星座对统一S频段测控系统频率资源需求、消耗比较大，统一S频段测控系统已无法适应大规模卫星星座的发展需求。
扩频测控的基本原理是通过一个独立的码序列来完成扩展信息传输带宽，实现其信息传输带宽远大于信息调制带宽，在接收端则用同样的码进行相关同步接收、解扩及恢复所传信息数据。对于大规模卫星星座，扩频测控系统多星管理的主要手段是通过频分多址(PDMA)、空分多址(SDMA)和码分多址(CDMA)等多种方式区分不同卫星。由于采用扩频测控伪码区分不同卫星，码分多址相比频分多址、空分多址，较易实现调制和解调，因此成为当前扩频测控的主要技术手段。
码分多址扩频测控通过多个卫星共用一点频、不同扩频伪码区分不同卫星来实现多星管理。目前，码分多址扩频测控系统中，卫星需在入轨前预先分配扩频测控伪码。对于特定的码长，性能较好的扩频伪码数量是有限的。为增加扩频伪码数量可增加码长，但增加码长会带来卫星处理计算能力、功耗、体积的增加，同时会增加捕获时间、降低捕获概率。码长过长会引起星地测控捕获、跟踪无法实现。因此，对所有大规模卫星预先分配独立的扩频测控伪码是不可能实现的。
发明内容
本发明目的在于解决上述技术问题，提供一种大规模卫星星座伪码复用设备。
为实现上述目的，本发明提供一种大规模卫星星座伪码复用设备，包括扩频测控应答机、星务计算机、伪码控制器和伪码生成器；
所述扩频测控应答机用于配合地面完成星地测控，所述星务计算机接收地面伪码控制指令转换为伪码控制数据发送所述伪码控制器，所述伪码控制器接收所述星务计算机发出的伪码控制数据并控制所述伪码生成器；所述伪码生成器接收伪码控制数据生成伪码，发送至所述扩频测控应答机。
根据本发明的一个方面，所述伪码生成器包括FPGA和扩频测控伪码生成软件，所述扩频测控伪码生成软件可接收地面遥控指令或更新扩频测控伪码生成软件生成新的伪码。
根据本发明的一个方面，所述扩频测控伪码生成软件存储在FLASH中。
本发明还提供一种利用上述设备的伪码复用方法，包括：
地面根据控制管理需求发送扩频测控伪码指令；
卫星根据扩频测控伪码指令，由伪码控制器控制伪码生成器生成伪码发送至测控应答机，测控应答机更换伪码后完成星地测控；
下一批卫星过境，地面根据控制管理需求向卫星发送指令复用扩频测控伪码。
本发明的大规模卫星星座测控伪码复用设备和方法，由于基于FPGA及软件无线电技术，卫星星座的伪码可按地面管理需求进行灵活配置，例如同一批集中过境卫星在地面控制下分配不同的伪码，下一批过境微晶再复用上一批扩频测控伪码，从而避免了所有星座卫星分配地理的扩频测控伪码，实现了有限的扩频测控伪码组成可重复用于多批次的卫星星座测控。
附图说明
图1示意性表示根据本发明的大规模卫星星座伪码复用设备组成图；
图2示意性表示根据本发明的用于星上的伪码生成器组成图；
图3示意性表示根据本发明的大规模卫星星座伪码复用方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
结合图1和图2所示，本发明提供一种大规模卫星星座伪码复用设置，包括扩频测控应答机1、星务计算机2、伪码控制器3和伪码生成器4；扩频测控应答机1用于配合地面完成星地测控，星务计算机2接收地面伪码控制指令转换为伪码控制数据发送伪码控制器3，伪码控制器3接收所述星务计算机2发出的伪码控制数据并控制所述伪码生成器4；伪码生成器4接收伪码控制数据生成伪码，发送至扩频测控应答机1。
在本发明中，伪码生成器4包括FPGA和扩频测控伪码生成软件，扩频测控伪码生成软件可接收地面遥控指令或更新扩频测控伪码生成软件生成新的伪码。根据本发明的一种事实方式，扩频测控伪码生成软件存储在FLASH中。
结合图3所示，本发明还提供一种大规模卫星星座伪码复用方法，包括：首先地面根据控制管理需求发送扩频测控伪码指令，然后卫星根据扩频测控伪码指令，由伪码控制器控制伪码生成器生成伪码发送测控应答机，测控应答机更换伪码后完成星地测控，下一批卫星过境时，地面根据控制管理需求向卫星发送指令复用扩频测控伪码。
本发明的大规模卫星星座测控伪码复用设备和方法，由于基于FPGA及软件无线电技术，卫星星座的伪码可按地面管理需求进行灵活配置，例如同一批集中过境卫星在地面控制下分配不同的伪码，下一批过境微晶再复用上一批扩频测控伪码，从而避免了所有星座卫星分配地理的扩频测控伪码，实现了有限的扩频测控伪码组成可重复用于多批次的卫星星座测控。
本发明的方法中的部分操作或组成还可以通过在计算机可读的记录介质以计算机可读代码来体现。计算机可读记录介质包括存储可通过计算机系统解读的数据的所有种类的记录介质。该记录介质例如可以包括但不限于只读存储器(ROM，“Read OnlyMemory”)、随机存取存储器(RAM，“Random Access Memory”)、磁盘、磁盘、光盘、闪存等。进一步，这些计算机可读的记录介质可以通过通信网络(包括计算机通信网络、蜂窝通信网络或局域域通信网络)在各个通信实体之间传播或扩散，从而也可以通过任意的方式来运行存储在计算机可读存储介质上的计算机可读指令或计算机可执行代码。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种大规模卫星星座伪码复用设备，其特征在于，包括扩频测控应答机(1)、星务计算机(2)、伪码控制器(3)和伪码生成器(4)；
所述扩频测控应答机(1)用于配合地面完成星地测控，所述星务计算机(2)接收地面伪码控制指令转换为伪码控制数据发送所述伪码控制器(3)，所述伪码控制器(3)接收所述星务计算机(2)发出的伪码控制数据并控制所述伪码生成器(4)；所述伪码生成器(4)接收伪码控制数据生成伪码，发送至所述扩频测控应答机(1)；
所述伪码生成器(4)包括FPGA和扩频测控伪码生成软件，所述扩频测控伪码生成软件可接收地面遥控指令或更新扩频测控伪码生成软件生成新的伪码。
2.根据权利要求1所述的大规模卫星星座伪码复用设备，其特征在于，所述扩频测控伪码生成软件存储在FLASH中。
3.一种利用权利要求1-2任一项所述的大规模卫星星座伪码复用设备的伪码复用方法，包括：
地面根据控制管理需求发送扩频测控伪码指令；
卫星根据扩频测控伪码指令，由伪码控制器控制伪码生成器生成伪码发送至测控应答机，测控应答机更换伪码后完成星地测控；
下一批卫星过境，地面根据控制管理需求向卫星发送指令复用扩频测控伪码。
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