CN112688729A - 一种星载全数字化usb应答机在轨自主恢复方法 - Google Patents

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Abstract

一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，应用于航天器测控分系统中，解决卫星在轨运行时，非恶意干扰引起USB应答机快捕带漂移，无法正常捕获上行遥控信号问题。本发明采用下位机软件判读USB应答机遥测量，包括F(S)频率偏移值和遥控载波信号锁定指示等状态参数，在满足判决条件时，USB应答机自主进行基带复位，完成快捕带恢复至预定值并自主捕获锁定上行遥控信号，实现USB应答机在轨自主恢复。其判据条件同时满足主备份应答机不同时在轨复位，不同时控制的策略。该发明减少了地面站人为干预，增强了非恶意干扰场景下的适应性，通用性强，工程易实现，特别适用于全数字化体制的USB应答机。

Description

一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法
技术领域
本发明涉及一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，属于卫星测控领域。
背景技术
当前，USB应答机多为模拟应答机，其F(S)值由压控振荡器的电压进行控制，当非恶意干扰引起F(S)漂移时，因其受压控振荡器电压控制，其变化不会无限漂移，且变化范围较小，地面扫频范围±115kHz完全可以覆盖。但全数字化USB应答机的F(S)由数控振荡器控制，其漂移范围极大，通常为-fs/2到fs/2，fs为采样率，通常为几兆赫兹，地面扫频范围±115kHz无法完全覆盖，当F(S)值漂移超过地面的扫频范围时，星载全数字化USB应答机的快捕带(通常为±1kHz)也会随之漂移在地面扫频范围之外，USB应答机无法正常捕获，锁定。因为星上USB应答机未锁定，地面遥控指令无法正常发送，所以必须需要星上USB应答机进行自主恢复。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，减少了地面站人为参与，增强了非恶意干扰下的适应性。
本发明的技术解决方案是：
一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，步骤如下：
(1)当星载全数字化USB应答机上电时，自主复位使能标志默认为禁能，之后进入步骤(2)；所述星载全数字化USB应答机包括主份USB应答机、备份USB应答机和下位机，其中主份USB应答机和备份USB应答机功能完全一样，互为热备份；下位机，指管理和监测主份USB应答机和备份USB应答机状态的单片机；所述自主复位使能标志，用于判断USB应答机是否开启自主复位功能，使能为开启状态，禁能为关闭状态；下位机能够自主发送基带FPGA复位指令，完成基带FPGA重新加载工作；所述基带FPGA用于完成USB应答机基带信号处理功能；
(2)根据地面指令设置自主复位使能标志，之后进入步骤(3)；当地面发送自主复位使能指令时，USB应答机自主复位功能开启，当地面发送自主复位禁能指令时，USB应答机自主复位功能关闭；当地面不发送指令时，USB应答机自主复位功能默认关闭；
(3)判断主份USB应答机自主复位使能标志，若为使能，则进入步骤(4)；否则，进入步骤(8)；
(4)下位机采集主份USB应答机F(S)状态量M次，持续时间T1，判断F(S)值是否为0或255，若是0或255，则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；所述F(S)状态量为应答机频率偏移值；
(5)下位机采集主份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(6)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(6)下位机采集备份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(7)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(7)下位机执行主份应答机基带复位，持续时间T3，之后进入步骤(2)；
(8)判断备份USB应答机自主复位使能标志，若为使能，则进入步骤(9)；否则，则进入步骤(2)；
(9)下位机采集备份USB应答机F(S)状态量M次，持续时间T1，判断F(S)值是否为0或255，若是0或255，则进入步骤(10)，否则则进入步骤(2)；
(10)下位机采集备份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(11)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(11)下位机采集主份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(12)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(12)下位机执行备份应答机基带复位，持续时间T3，之后进入步骤(2)。
M≥3。
T1≤0.2ms。
N≥3。
T2≥10s。
T3≥10s。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明星载全数字化USB应答机的下位机对USB应答机的F(S)状态量和载波锁定状态进行了判断，当符合判据要求时，下位机自主进行了基带FPGA复位，提供了全数字化USB应答机在轨环境适应性，降低了地面人为干预的概率。
(2)本发明星载全数字化USB应答机的下位机对主份USB应答机和备份应答机同时监控，但不同时进行基带复位，避免了在轨两台USB应答机同时复位的情况，提供了全数字化USB应答机在轨可靠性。
本发明已在高景一号02组卫星测控分系统中成功实现在轨应用，在轨成功触发该自主恢复机制，并正常恢复，可靠工作。由于本发明易于工程实现，因此具有较大实用价值。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法主要解决卫星在轨运行时，非恶意干扰引起USB应答机快捕带漂移，无法正常捕获上行遥控信号问题。传统模拟USB应答机的F(S)值由压控振荡器的电压进行控制，不会无限漂移，但全数字化USB应答机的F(S)由数控振荡器控制，其漂移范围通常为-fs/2到fs/2，fs为采样率(一般是兆赫兹以上)。当F(S)值漂移超过地面的扫频范围时，星载全数字化USB应答机的快捕带(通常为±1kHz)也会随之漂移在地面扫频范围之外，USB应答机无法正常捕获，锁定。因为星上USB应答机未锁定，地面遥控指令无法正常发送，所以必须需要星上USB应答机进行自主恢复。当涉及到应答机通常包括主份应答机和备份应答机，为避免引起两台应答机同时进行基带复位，引起非预期故障，控制策略需要兼顾考虑复位策略的可靠性。
如图1所示，本发明的实现步骤如下：
(1)当所述星载全数字化USB应答机上电时，自主复位使能标志默认为禁能，之后进入步骤(2)；所述星载全数字化USB应答机包括主份USB应答机，备份USB应答机和下位机，其中两台USB应答机功能完全一样，互为热备份；所述下位机，指管理和监测USB应答机状态的单片机；所述自主复位使能标志，用于判断USB应答机是否开启自主复位功能，使能为开启状态，禁能为关闭状态；所述自主复位，指USB应答机下位机自主发送基带FPGA复位指令，完成基带FPGA重新加载工作。所述基带FPGA，指完成USB应答机基带信号处理的FPGA；自主复位功能可以通过地面指令进行使能或禁能控制，开机默认为禁能状态，在应答机在轨工作状态稳定后，即可通过地面指令开启自主复位功能。
(2)根据地面指令设置自主复位使能标志，之后进入步骤(3)；当地面发送自主复位使能指令时，USB应答机自主复位功能开启，当地面发送自主复位禁能指令时，USB应答机自主复位功能关闭；当地面不发送指令时，USB应答机自主复位功能默认关闭；
(3)判断主份USB应答机自主复位使能标志，若为使能，则进入步骤(4)；否则，则进入步骤(8)；
(4)下位机采集主份USB应答机频率偏移值F(S)状态量M次，为防止信号误采集引起误判断，所以至少采集3次以上，M通常取≥3次。为避免F(S)值变化太快而漏采集，采集总持续时间T1不能取值太大，通常T1≤0.2ms。F(S)值与实际的频率偏移量见下表所示，当频率偏移量超过-128kHz或+127kHz时，F(S)值显示0或255。
Figure BDA0002846580760000051
判断F(S)值是否为0或255(即频率偏移值是否为≤-128kHz或≥127kHz)，若是0或255，则进入步骤(5)，否则则进入步骤(2)；
(5)下位机采集主份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(6)，若是锁定，则进入步骤(2)。为防止信号误采集引起误判断，所以至少采集3次以上，N通常取≥3次。为防止载波闪锁而引起误判断，造成频繁误复位，采集持续时间T2不能太短，通常取值T2≥10s。
(6)下位机采集备份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(7)，若是锁定，则进入步骤(2)。为保障星地链路通畅，防止出现两台应答机在轨同时自主复位的情况，在备份应答机遥控信道正常可用的情况下，不进行主份应答机自主复位，其异常失锁现象由地面测控主导恢复。
(7)下位机执行主份应答机基带复位，持续时间T3，之后进入步骤(2)；为保证基带复位加载所需的时间，T3通常取值≥10s。
(8)判断备份USB应答机自主复位使能标志，若为使能，则进入步骤(9)；否则，则进入步骤(2)；
(9)下位机采集备份USB应答机F(S)状态量M次，持续时间T1，判断F(S)值是否为0或255，若是0或255，则进入步骤(10)，否则则进入步骤(2)；
(10)下位机采集备份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(11)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(11)下位机采集主份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(12)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(12)下位机执行备份应答机基带复位，持续时间T3，之后进入步骤(2)。
应用于航天器测控分系统中，解决卫星在轨运行时，非恶意干扰引起USB应答机快捕带漂移，无法正常捕获上行遥控信号问题。本发明采用下位机软件判读USB应答机遥测量，包括F(S)频率偏移值和遥控载波信号锁定指示等状态参数，在满足判决条件时，USB应答机自主进行基带复位，完成快捕带恢复至预定值并自主捕获锁定上行遥控信号，实现USB应答机在轨自主恢复。其判据条件同时满足主备份应答机不同时在轨复位，不同时控制的策略。该发明减少了地面站人为干预，增强了非恶意干扰场景下的适应性，通用性强，工程易实现，特别适用于全数字化体制的USB应答机。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (6)

1.一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，其特征在于步骤如下：
(1)当星载全数字化USB应答机上电时，自主复位使能标志默认为禁能，之后进入步骤(2)；所述星载全数字化USB应答机包括主份USB应答机、备份USB应答机和下位机，其中主份USB应答机和备份USB应答机功能完全一样，互为热备份；下位机，指管理和监测主份USB应答机和备份USB应答机状态的单片机；所述自主复位使能标志，用于判断USB应答机是否开启自主复位功能，使能为开启状态，禁能为关闭状态；下位机能够自主发送基带FPGA复位指令，完成基带FPGA重新加载工作；所述基带FPGA用于完成USB应答机基带信号处理功能；
(2)根据地面指令设置自主复位使能标志，之后进入步骤(3)；当地面发送自主复位使能指令时，USB应答机自主复位功能开启，当地面发送自主复位禁能指令时，USB应答机自主复位功能关闭；当地面不发送指令时，USB应答机自主复位功能默认关闭；
(3)判断主份USB应答机自主复位使能标志，若为使能，则进入步骤(4)；否则，进入步骤(8)；
(4)下位机采集主份USB应答机F(S)状态量M次，持续时间T1，判断F(S)值是否为0或255，若是0或255，则进入步骤(5)，否则进入步骤(2)；所述F(S)状态量为应答机频率偏移值；
(5)下位机采集主份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(6)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(6)下位机采集备份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(7)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(7)下位机执行主份应答机基带复位，持续时间T3，之后进入步骤(2)；
(8)判断备份USB应答机自主复位使能标志，若为使能，则进入步骤(9)；否则，则进入步骤(2)；
(9)下位机采集备份USB应答机F(S)状态量M次，持续时间T1，判断F(S)值是否为0或255，若是0或255，则进入步骤(10)，否则则进入步骤(2)；
(10)下位机采集备份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(11)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(11)下位机采集主份USB应答机载波锁定状态N次，持续时间T2，判断载波锁定状态是否为锁定；若是失锁，则进入步骤(12)，若是锁定，则进入步骤(2)；
(12)下位机执行备份应答机基带复位，持续时间T3，之后进入步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，其特征在于：M≥3。
3.根据权利要求1所述的一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，其特征在于：T1≤0.2ms。
4.根据权利要求1所述的一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，其特征在于：N≥3。
5.根据权利要求1所述的一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，其特征在于：T2≥10s。
6.根据权利要求1所述的一种星载全数字化USB应答机在轨自主恢复方法，其特征在于：T3≥10s。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113760605A (zh) * 2021-08-18 2021-12-07 上海卫星工程研究所 深空探测器整器断电再上电器地通信再恢复实现方法
CN113805499A (zh) * 2021-09-14 2021-12-17 北京邮电大学 一种航天器遥控指令计划生成方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103869732A (zh) * 2014-02-27 2014-06-18 航天东方红卫星有限公司 一种利用agc值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法
US20180067485A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 Echostar Technologies L.L.C. Systems and Methods for Satellite-based On-board Autonomous Device Deactivation
US20180309506A1 (en) * 2015-11-27 2018-10-25 Telesat Canada Satellite communications subsystem in-orbit verification system and methodologies
CN109104233A (zh) * 2018-06-15 2018-12-28 上海卫星工程研究所 一种低轨航天器防止双应答机失效的方法
CN109450519A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 航天东方红卫星有限公司 一种星载全数字化usb应答机
CN109831242A (zh) * 2019-01-23 2019-05-31 上海卫星工程研究所 星载应答机在轨闩锁的恢复方法及系统
CN110086500A (zh) * 2019-04-11 2019-08-02 上海航天电子有限公司 基于asic芯片的全数字化usb应答机装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103869732A (zh) * 2014-02-27 2014-06-18 航天东方红卫星有限公司 一种利用agc值实现单台测控应答机在轨自主恢复的方法
US20180309506A1 (en) * 2015-11-27 2018-10-25 Telesat Canada Satellite communications subsystem in-orbit verification system and methodologies
US20180067485A1 (en) * 2016-09-02 2018-03-08 Echostar Technologies L.L.C. Systems and Methods for Satellite-based On-board Autonomous Device Deactivation
CN109104233A (zh) * 2018-06-15 2018-12-28 上海卫星工程研究所 一种低轨航天器防止双应答机失效的方法
CN109450519A (zh) * 2018-10-30 2019-03-08 航天东方红卫星有限公司 一种星载全数字化usb应答机
CN109831242A (zh) * 2019-01-23 2019-05-31 上海卫星工程研究所 星载应答机在轨闩锁的恢复方法及系统
CN110086500A (zh) * 2019-04-11 2019-08-02 上海航天电子有限公司 基于asic芯片的全数字化usb应答机装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R.J. LYMAN 等: "Transmission parameter estimation for an auto configurable receiver", 《2004 IEEE AEROSPACE CONFERENCE PROCEEDINGS》 *
朱超逸: "高可靠小型测控应答机的研究与改进", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
陆荣 等: "卫星扩频应答机抗单粒子翻转技术研究", 《航天电子对抗》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113760605A (zh) * 2021-08-18 2021-12-07 上海卫星工程研究所 深空探测器整器断电再上电器地通信再恢复实现方法
CN113760605B (zh) * 2021-08-18 2023-11-28 上海卫星工程研究所 深空探测器整器断电再上电器地通信再恢复实现方法
CN113805499A (zh) * 2021-09-14 2021-12-17 北京邮电大学 一种航天器遥控指令计划生成方法

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