CN112947521B - 航天器测控系统多功能模拟平台 - Google Patents
航天器测控系统多功能模拟平台 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112947521B CN112947521B CN202110183690.9A CN202110183690A CN112947521B CN 112947521 B CN112947521 B CN 112947521B CN 202110183690 A CN202110183690 A CN 202110183690A CN 112947521 B CN112947521 B CN 112947521B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- frequency
- control
- signal
- measurement
- spacecraft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 74
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 66
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 60
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 35
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 29
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 claims abstract description 27
- 102100029368 Cytochrome P450 2C18 Human genes 0.000 claims abstract description 17
- 101000919360 Homo sapiens Cytochrome P450 2C18 Proteins 0.000 claims abstract description 17
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 5
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 20
- 238000011161 development Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 238000013522 software testing Methods 0.000 description 2
- 238000012549 training Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
- G05D1/08—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw
- G05D1/0808—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft
- G05D1/0816—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability
- G05D1/0833—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted for aircraft to ensure stability using limited authority control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Security & Cryptography (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
Abstract
本发明提出的航天器测控系统多功能模拟平台，旨在提供可以模拟航天器正常或者故障状态系统性能指标的多功能通用性模拟平台，本发明通过下述方案实现：与系统管控中心相连的监控处理计算机设置多功能航天器模拟平台正常或者异常场景下接收解调和应答转发算法的数学模型及参数控制和状态监视的监控软件；通过CPCI总线控制FPGA，通过串口控制接收信道和发射信道，按控制要求实现航天器模拟平台对地面测控信号的接收解调、应答转发或系统故障情况下性能指标异常的模拟。不同频段的射频接口可配置，软件预置不同频段、不同模式的算法并对FPGA硬件程序动态配置，实现功能重组。本发明的航天器测控系统多功能模拟平台具有良好的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及一种航天器测控系统多功能模拟平台。
背景技术
人类探索宇宙奥秘，需要发射各种航天器，要控制航天器按人们的指令运行，航天器必须具备接收响应地面测控系统发出的控制信号，应答转发遥外测信号，始终与地面控制系统保持联系。航天器通信与测控系统是航天器飞行试验传输测控数据、话音、图像及提供标准时间、频率信号等信息的专用通信系统。航天器通信与测控系统是由航天器、对航天器跟踪、测轨、遥测、遥控和通信设施组成的系统，简称测控通信系统。随着航天事业的飞速发展，航天测控任务与日俱增，频繁的发射与测控任务，要求每次任务准备周期尽可能的短，作为检验、测试测控系统的仿真系统，更应高效率，显然“单任务式”的仿真系统无法满足要求。在航天测控系统中，需要对卫星、飞船等飞行器进行远距离无线控制，遥控软件的重要任务就是根据计划安排，给飞行器发送指令，并根据遥测处理结果判断指令是否执行成功。航天器发射耗资巨大，遥控软件安全性、可靠性要求高，一旦发生问题，将造成无法估量的损失。目前，软件测试是保证软件质量的一种有效手段。软件测试以发现和消除软件缺陷为目的，通过模拟输入正常值、异常值、边界值等数据，考察软件满足需求中功能、性能、接口等要求的能力，从一定程度上提高了软件的质量。软件测试需要在一定的硬件及系统环境配合下才能测试充分，随着技术的不断进步，每年发射卫星、飞船等飞行器的数量日益增加，飞行器研制周期逐渐缩短，测试时间也被压缩，传统的“一型一套”的测试模式因其测试时间长、可移植性差、测试状态适应能力差、效率低等原因，已经无法满足日益繁重的测试任务需求。由于航天器发射升空过程无法复现，如何对航天器结构和测控设备的正确性予以验证，一直是航天测控的难题。特别是近年来，航天发射任务越来越多，由于航天器的特殊性，一个型号的航天器设备一般只支持一种模式或者一种体制信号的应答转发，而地面测控系统却要求支持多功能综合业务，特定型号的真实航天器设备一般无法覆盖测控系统所有功能指标进行全系统的联调；实际工程项目中，航天器与地面系统联调时间上也非常有限，除任务前短暂的接口对接外，一般不允许长时间参与地面系统联调，给天地大系统交互联调带来一些不便。我国航天科技工作者曾用卫星模拟仿真系统，一定程度解决了这一问题。但因卫星型号及发射过程不同，每发射一次卫星，各系统就要研发一套仿真系统，延长了任务准备周期，这种仿真模式落伍了。如果有一套功能齐全、稳定可靠的航天器模拟平台，既能模拟航天器正常工作情况下对不同频段测控信号的锁定，对不同工作模式对应的不同体制信号接收解调并加上遥测信号后调制转发，又能够模拟航天器非正常工作情况下上行载波失锁、信号闪断、幅度异常、频率偏移、遥测数据异常等故障现象，甚至通过软件编排导调模拟场景，配备这种能够模拟目前航天发射业务正常或者故障情况下性能指标的航天器测控系统多功能模拟平台，代替某次任务单一型号的航天器设备，可以长时间参与天地大系统软硬件联调，全面覆盖所有功能指标验证全系统性能，特别是对于一些极限情况或者可能出现的故障隐患，预定应对措施，将大大提高真实任务的成功率，还可以实地培训专业技术人才。但是，目前的仿真测试系统有的是仅限于某一特定领域内通用化程度高，有的是因通用而影响了易操作性，都不能够满足软硬件测试及系统功能指标验证的特定需求。
航天测控系统具有风险高、涉及的部门人员和设施设备众多、指挥协调和决策难度大、专业技术性强等特点，若将实装系统应用于训练，需要调动大批人员、设备和物资，准备时间长，成本高，也会影响设备的使用寿命。迫切需要一套能够反映现有测控体制及未来发展方向的基于信息化的集成模拟仿真环境，完成任务组织指挥模式的探索、新技术研究实验等任务。随着空间技术的发展，各类航天器的构造越来越复杂，使得航天器的结构具有很大的不确定性，给航天器及测控系统的研制和应用带来诸多不便。因此需要开发一套满足上述要求的航天器测控系统多功能模拟平台，模拟航天器正常情况下应该具备的功能指标或者异常情况时系统可能出现的故障情形，以验证全系统性能指标，提高系统可靠性，降低真实任务风险，节省任务费用，延长航天器工作寿命，提高其灵活执行各种任务的能力；或者用于任务前岗位训练和相关专业教学，培养专业技术人才。
发明内容
本发明的任务是针对上述现有技术存在的问题以及测控技术发展的需求，提供一种实现简单、使用方便、测试效率高，具有较强通用性的航天器测控系统多功能模拟平台。
本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种航天器测控系统多功能模拟平台，包括：通过网口接受系统管控中心控制的监控处理计算机，通过串口连接监控处理计算机的接收信道单元和发射信道单元，通过CPCI总线与监控处理计算机相连的信号处理单元，以及向信号处理单元、接收信道单元和发射信道单元提供参考频率的频率综合器，其特征在于：监控处理计算机设置航天器测控系统正常或者异常场景下，包含了接收解调和应答转发算法的数学模型及参数控制和状态监视的监控软件；监控软件预置不同频段、不同模式的算法，对FPGA硬件程序进行动态配置；根据不同频段的配置要求，通过监控界面，向接收信道单元和发射信道单元输入不同的频率参数，控制接收信道的上行本振信号频率fLr、发射信道的下行本振信号频率fLt和上、下行载波频率转发比ρ，通过CPCI总线控制信号处理单元，按控制要求对测控系统正常情况下航天器接收解调和应答转发地面测控信号的功能或测控系统故障情况下系统性能指标异常的模拟；来自地面测控系统的上行射频输入频率fr通过接收信道单元与上行本振信号频率fLr下混频，将得到的上行调制体制频率为fIr的中频信号送自动增益放大器AGC模块，放大为送入信号处理单元的幅度恒定的中频频率fIr信号，经模数转换器A/D采样后，转换为上行调制体制的数字中频信号，信号处理单元对上述数字中频信号进行载波锁定、多普勒频率提取和调制解调后，将解调信号送到应答转发模块，与遥测信号一起对载波进行下行体制的重新调制，对提取的载波多普勒频率，按转发比ρ转发，形成下行体制的数字中频信号，经幅度精调节模块幅度精调节后，送通断开关进行信号定时通断或者闪烁模拟，通过数模转换器D/A转换为输入发射信道单元的中频频率fIt模拟信号，发射信道单元根据该中频频率fIt的模拟信号和输入混频器的频率为fLt的下行本振信号，在混频器中进行上混频，得到频率为ft的下行射频信号，控制下行信道的幅度粗调节，适应输出幅度接口要求，上、下行载波频率及载波多普勒频率满足转发比ρ。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
实现简单、使用方便。本发明采用通过网口接受系统管控中心控制的监控处理计算机，通过监控处理计算机串口连接的接收信道单元和发射信道单元，以及相连监控处理计算机的现场可编程门阵列芯片FPGA，监控处理计算机设置航天器测控系统正常或者异常场景下，包含了接收解调和应答转发算法的数学模型及参数控制和状态监视的监控软件；监控处理计算机通过CPCI总线控制FPGA，按控制要求对地面测控信号的接收解调、应答转发或测控系统故障情况下性能指标异常的模拟；监控软件预置不同频段、不同模式的算法且对FPGA硬件程序动态配置，信号处理单元硬件不变，实现功能可重组；根据不同频段要求配置不同的接收信道单元和发射信道单元，通过软件预置的参数或者由监控界面输入参数，控制接收信道的上行本振信号频率fLr和发射信道的下行本振信号频率fLt，实现上、下行载波频率转发比ρ。
软硬件结合完成正常或者故障模式下航天器的功能指标模拟，监控处理计算机接受系统管控中心的控制实现预先编排的场景模拟，实现简单、使用方便。改善了任务准备环境，缩短任务准备周期，增强任务吞吐量，从而提高航天器测控能力和测控水平。
测试效率高。本发明采用监控处理计算机设置航天器测控系统正常或者异常场景下，包含了接收解调和应答转发算法的数学模型及参数控制和状态监视的监控软件；监控处理计算机通过CPCI总线控制FPGA，按控制要求对地面测控信号的接收解调、应答转发或测控系统故障情况下性能指标异常的模拟；监控软件预置不同频段、不同模式的算法且对FPGA硬件程序动态配置，信号处理单元硬件不变，实现功能可重组；根据不同频段要求配置不同的接收信道单元和发射信道单元，通过软件预置的参数或者由监控界面输入参数，控制接收信道的上行本振信号频率fLr和发射信道的下行本振信号频率fLt，实现上、下行载波频率转发比ρ。解决了测试状态不固定，包括接口、数据格式等多变的问题；降低了重复编码的工作量，
提高了测试效率，缩短了测试周期，简化了对测试人员的工作量。
具有较强的通用性。本发明采用对频率为fr的上行射频输入信号通过接收信道单元与频率为fLr的上行本振信号进行下混频，将得到的频率为fIr的上行调制体制的中频信号送自动增益放大器AGC模块，放大为幅度恒定的上行调制体制的中频fIr信号，经模数转换器A/D采样后，转换为上行调制体制的数字中频信号，上行调制体制的数字中频信号通过FPGA内置接收解调模块进行载波锁定、多普勒频率提取和调制解调，将解调信号送到应答转发模块，与遥测信号一起对载波进行下行体制的重新调制，对提取的载波多普勒频率按转发比ρ转发，形成下行体制的数字中频信号，下行体制的数字中频信号经精确幅度调节模块按软件算法要求进行幅度模拟，将幅度模拟后的下行体制的数字中频信号送通断开关进行信号定时通断或者闪烁模拟，信号定时通断或者闪烁模拟后的下行体制的数字中频信号送数模转换器D/A转换成频率为fIt的下行体制的模拟中频信号，与发射信道单元的频率为fLt的下行本振信号上混频，得到频率为ft的下行射频信号，输出上、下行载波频率及载波多普勒频率转发比均为ρ。
监控处理计算机通过串口控制接收信道单元和发射信道单元，实现满足S频段、C频段、X频段、Ka频段要求的上下行载波频率转发比ρ的模拟；监控软件预置S频段、C频段、X频段、
Ka频段等不同频段下包含标准遥测遥控TTC模式、扩频模式和数传测控一体化模式等多种体制上行信号的载波锁定、多普勒频率提取和调制解调以及对应下行信号重新调制体制的算法，
软硬件结合完成正常或者故障模式下航天器的功能指标模拟，监控软件预置不同的算法模型或者控制不同的参数，重构不同的模拟场景。航天器测控系统多功能模拟平台，模拟算法可重构、能够适应不同频段、不同工作模式、不同信号体制的信号模拟，具有较强的通用性。测试人员只需要按照生成的测试用例集逐一执行测试用例，并在必要时对测试结果进行人工检查即可；能够辅助生成测试文档，规范化文档格式，消除各个文档之间的不一致性。
附图说明
下面结合附图和实施实例对本发明进一步说明。
图1是本发明航天器测控系统多功能模拟平台的组成结构示意图；
图2是图1中频率综合器模块的原理图。
下面通过实施例进一步说明本发明。
具体实施方式
参阅图1。在以下描述的优选实施例中，一种航天器测控系统多功能模拟平台，包括：通过网口接受系统管控中心控制的监控处理计算机，通过串口连接监控处理计算机的接收信道单元和发射信道单元，通过CPCI总线与监控处理计算机相连的信号处理单元，以及向信号处理单元、接收信道单元和发射信道单元提供参考频率的频率综合器。监控处理计算机设置航天器测控系统正常或者异常场景下，包含了接收解调和应答转发算法的数学模型及参数控制和状态监视的监控软件；监控软件预置不同频段、不同模式的算法，对FPGA硬件程序进行动态配置；根据不同频段的配置要求，通过监控界面，向接收信道单元和发射信道单元输入不同的频率参数，控制接收信道的上行本振信号频率fLr、发射信道的下行本振信号频率fLt和上、下行载波频率转发比ρ，通过CPCI总线控制信号处理单元，按控制要求对测控系统正常情况下航天器接收解调和应答转发地面测控信号的功能或测控系统故障情况下系统性能指标异常的模拟；来自地面测控系统的上行射频输入频率fr通过接收信道单元与上行本振信号频率fLr下混频，将得到的上行调制体制频率为fIr的中频信号送自动增益放大器AGC模块，放大为送入信号处理单元的幅度恒定的中频频率fIr信号，经模数转换器A/D采样后，转换为上行调制体制的数字中频信号，信号处理单元对上述数字中频信号进行载波锁定、多普勒频率提取和调制解调后，将解调信号送到应答转发模块，与遥测信号一起对载波进行下行体制的重新调制，对提取的载波多普勒频率，按转发比ρ转发，形成下行体制的数字中频信号，经幅度精调节模块幅度精调节后，送通断开关进行信号定时通断或者闪烁模拟，通过数模转换器D/A转换为输入发射信道单元的中频频率fIt模拟信号，发射信道单元根据该中频频率fIt的模拟信号和输入混频器的频率为fLt的下行本振信号，在混频器中进行上混频，得到频率为ft的下行射频信号，控制下行信道的幅度粗调节，适应输出幅度接口要求，上、下行载波频率及载波多普勒频率满足转发比ρ。
信号处理单元包括：连接在FPGA输入端和输出端上的模数转换器A/D和数模转换器D/A，向接收信道单元、发射信道单元、模数转换器A/D、数模转换器D/A和现场可编程门阵列芯片FPGA输入参考时钟的频率综合器模块，以及内置于所述FPGA中顺次串联的接收解调模块、应答转发模块、幅度精调节模块和通断开关。
监控软件预置了不同频段接收信道的上行本振频率fLr、发射信道的下行本振频率fLt、转发比ρ参数和不同频段下的标准遥测遥控TTC模式、扩频模式和数传测控一体化模式信号的接收解调以及应答转发的算法模型，所述不同频段为S频段、C频段、X频段、Ka频段等。
监控软件从操控界面选择不同频段及工作模式，根据预置的算法模型自动计算对应不同频段的频率参数、调制解调参数和应答转发参数，通过串口控制接收信道单元和发射信道单元，通过CPCI总线控制信号处理单元FPGA中的接收解调和应答转发模块，实现测控系统正常情况下航天器对地面测控信号的接收解调和应答转发功能模拟。
监控软件预置包含模拟遥测数据帧头异常、长度异常、特定数据内容异常、数据速率异常、码型异常、编码方式异常等遥测数据帧故障的算法模型，从操控界面选择不同的故障模式，根据预置的算法模型自动计算对应的参数，通过CPCI总线控制信号处理单元FPGA中的应答转发模块，对测控系统故障情况下遥测数据帧异常的模拟。
监控软件预置包含在应答或信标状态下模拟测距信号通断、遥测信号通断、信号幅度异常、信号频率偏移、上行载波失锁、调制度异常、上下行载波转发比异常的算法模型，从操控界面选择不同的故障模式，根据预置的算法模型自动计算对应的参数，通过CPCI总线控制信号处理单元FPGA中的接收解调模块、应答转发模块、通断开关模块，以及通过串口控制接收信道模块、发射信道模块，对测控系统、天地链路系统故障的模拟。
监控处理计算机接受与之通过网口连接的系统管控中心发送的遥测数据注入、管控中心编排的模拟场景，通过CPCI总线控制与之相连的信号处理单元，完成各种模拟场景对应的上行测控信号的解调与遥测信号的重新调制和遥测模拟源信号的产生；管控中心同时接收信号处理单元调制解调模块解出通过监控计算机上报的遥控信息。
参阅图2。频率综合器模块将内置的10MHz参考时钟和外部输入的10MHz参考时钟切换到锁相环，在有外10MHz参考时钟时自动同步到外时钟上，没有外时钟时自动同步到内时钟上。频率综合器模块通过锁相环两侧支路分别将10MHz参考时钟输出到接收信道单元和发射信道单元，通过锁相倍频1为信号处理单元FPGA提供60MHz系统时钟输入，通过锁相倍频2将280MHz系统时钟输入到FPGA两端的模数转换器A/D和数模转换器D/A提供280MHz系统时钟输入，确保各单元时钟同步。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种航天器测控系统多功能模拟平台，包括：通过网口接受系统管控中心控制的监控处理计算机，通过串口连接监控处理计算机的接收信道单元和发射信道单元，通过CPCI总线与监控处理计算机相连的信号处理单元，以及向信号处理单元、接收信道单元和发射信道单元提供参考频率的频率综合器，其特征在于：监控处理计算机设置航天器测控系统正常或者异常场景下，包含了接收解调和应答转发算法的数学模型及参数控制和状态监视的监控软件；监控软件预置不同频段、不同模式的算法，对FPGA硬件程序进行动态配置；根据不同频段的配置要求，通过监控界面，向接收信道单元和发射信道单元输入不同的频率参数，控制接收信道的上行本振信号频率fLr、发射信道的下行本振信号频率fLt和上、下行载波频率转发比ρ，通过CPCI总线控制信号处理单元，按控制要求对测控系统正常情况下航天器接收解调和应答转发地面测控信号的功能或测控系统故障情况下系统性能指标异常的模拟；来自地面测控系统的上行射频输入频率fr通过接收信道单元与上行本振信号频率fLr下混频，将得到的上行调制体制频率为fIr的中频信号送自动增益放大器AGC模块，放大为送入信号处理单元的幅度恒定的中频频率fIr信号，经模数转换器A/D采样后，转换为上行调制体制的数字中频信号，信号处理单元对上述数字中频信号进行载波锁定、多普勒频率提取和调制解调后，将解调信号送到应答转发模块，与遥测信号一起对载波进行下行体制的重新调制，对提取的载波多普勒频率，按转发比ρ转发，形成下行体制的数字中频信号，经幅度精调节模块幅度精调节后，送通断开关进行信号定时通断或者闪烁模拟，通过数模转换器D/A转换为输入发射信道单元的中频频率fIt模拟信号，发射信道单元根据该中频频率fIt的模拟信号和输入混频器的频率为fLt的下行本振信号，在混频器中进行上混频，得到频率为ft的下行射频信号，控制下行信道的幅度粗调节，适应输出幅度接口要求，上、下行载波频率及载波多普勒频率满足转发比ρ。
2.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：信号处理单元包括：连接在FPGA输入端和输出端上的模数转换器A/D和数模转换器D/A，向接收信道单元、发射信道单元、模数转换器A/D、数模转换器D/A和现场可编程门阵列芯片FPGA输入参考时钟的频率综合器模块，以及内置于所述FPGA中顺次串联的接收解调模块、应答转发模块、幅度精调节模块和通断开关。
3.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：监控软件预置了不同频段接收信道的上行本振频率fLr、发射信道的下行本振频率fLt、转发比ρ参数和不同频段下的标准遥测遥控TTC模式、扩频模式和数传测控一体化模式信号的接收解调以及应答转发的算法模型。
4.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：监控软件从操控界面选择不同频段及工作模式，根据预置的算法模型自动计算对应不同频段的频率参数、调制解调参数和应答转发参数，通过串口控制接收信道单元和发射信道单元，并通过CPCI总线控制信号处理单元FPGA中的接收解调和应答转发模块，实现测控系统正常情况下航天器对地面测控信号的接收解调和应答转发功能模拟。
5.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：监控软件预置包含模拟遥测数据帧头异常、长度异常、特定数据内容异常、数据速率异常、码型异常和编码方式异常的遥测数据帧故障的算法模型，从操控界面选择不同的故障模式，根据预置的算法模型自动计算对应的参数，通过CPCI总线控制信号处理单元FPGA中的应答转发模块，对测控系统故障情况下遥测数据帧异常的模拟。
6.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：监控软件预置包含在应答或信标状态下模拟测距信号通断、遥测信号通断、信号幅度异常、信号频率偏移、上行载波失锁、调制度异常、上下行载波转发比异常的算法模型，从操控界面选择不同的故障模式，根据预置的算法模型自动计算对应的参数，通过CPCI总线控制信号处理单元FPGA中的接收解调模块、应答转发模块、通断开关模块，以及通过串口控制接收信道模块、发射信道模块，对测控系统、天地链路系统故障的模拟。
7.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：监控处理计算机接受与之通过网口连接的系统管控中心发送的遥测数据注入、管控中心编排的模拟场景，通过CPCI总线控制与之相连的信号处理单元，完成各种模拟场景对应的上行测控信号的解调与遥测信号的重新调制和遥测模拟源信号的产生；管控中心同时接收信号处理单元调制解调模块解出通过监控计算机上报的遥控信息。
8.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：频率综合器模块将内置的10MHz参考时钟和外部输入的10MHz参考时钟切换到锁相环，在有外10MHz参考时钟时自动同步到外时钟上，没有外时钟时自动同步到内时钟上。
9.如权利要求1所述的航天器测控系统多功能模拟平台，其特征在于：频率综合器模块通过锁相环两侧支路分别将10MHz参考时钟输出到接收信道单元和发射信道单元，通过锁相倍频1为信号处理单元FPGA提供60MHz系统时钟输入，通过锁相倍频2将280MHz系统时钟输入到FPGA两端的模数转换器A/D和数模转换器D/A提供280MHz系统时钟输入，确保各单元时钟同步。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110183690.9A CN112947521B (zh) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | 航天器测控系统多功能模拟平台 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110183690.9A CN112947521B (zh) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | 航天器测控系统多功能模拟平台 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112947521A CN112947521A (zh) | 2021-06-11 |
| CN112947521B true CN112947521B (zh) | 2022-10-28 |
Family
ID=76245559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110183690.9A Active CN112947521B (zh) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | 航天器测控系统多功能模拟平台 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112947521B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113904929B (zh) * | 2021-09-18 | 2023-10-20 | 中国空空导弹研究院 | 一种遥测信号发射机功能配置方法 |
| CN114296371B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-27 | 中国电子科技集团公司第三十八研究所 | 一种支持在轨重构的多模式测控终端 |
| CN115358356B (zh) * | 2022-10-24 | 2023-02-03 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 一种地面设备匹配方法、电子设备及存储介质 |
| CN117792472A (zh) * | 2023-12-28 | 2024-03-29 | 长沙北斗产业安全技术研究院股份有限公司 | 多模多体制航天测控通信平台的测试系统 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101833090A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-09-15 | 中国科学院遥感应用研究所 | 利用全球卫星定位系统信号源的机载海洋微波遥感系统 |
| CN110325929A (zh) * | 2016-12-07 | 2019-10-11 | 阿瑞路资讯安全科技股份有限公司 | 用于检测有线网络变化的信号波形分析的系统和方法 |
Family Cites Families (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2449311C (en) * | 1990-12-28 | 2008-04-08 | Eaton Corporation | Integrated circuit with analog and digital portions and including thermal modeling |
| IT1277858B1 (it) * | 1995-02-22 | 1997-11-12 | Hs Cast S R L | Sistema per la trasmissione di dati su canale televisivo. |
| CA2216033C (en) * | 1997-11-19 | 2000-03-14 | Amsc Subsidiary Corporation | Satellite communication network system |
| US6768445B1 (en) * | 2002-12-18 | 2004-07-27 | Garmin International, Inc. | Device and method for SPR detection in a mode-s transponder |
| CN100426004C (zh) * | 2003-05-14 | 2008-10-15 | 中国科学院空间科学与应用研究中心 | 全信号海面回波模拟器 |
| CN101995825B (zh) * | 2010-11-08 | 2012-07-18 | 大连理工大学 | 卫星动力学与控制分布式仿真平台 |
| CN102025388B (zh) * | 2010-11-12 | 2014-05-21 | 北京航空航天大学 | 一种用于卫星测控的仿真usb中频应答机 |
| CN102427330B (zh) * | 2011-10-12 | 2014-04-09 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 外差式模拟动态目标信号的处理方法 |
| CN102645928B (zh) * | 2012-01-19 | 2014-06-18 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 用于测控系统基带设备的测试平台 |
| CN102590833B (zh) * | 2012-03-12 | 2014-02-19 | 航天恒星科技有限公司 | 一种卫星导航接收机多通道联合捕获方法 |
| CN102752038B (zh) * | 2012-06-28 | 2014-10-08 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种卫星应答机 |
| CN103825662B (zh) * | 2014-01-29 | 2015-09-09 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 电离层色散效应模拟器 |
| CN105699030A (zh) * | 2014-12-15 | 2016-06-22 | 北京空间技术研制试验中心 | 航天器力学环境测量系统 |
| CN106253966B (zh) * | 2016-07-28 | 2018-11-23 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种星载s和x频段链路可重构的测控应答机 |
| CN107167821A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-09-15 | 上海卫星工程研究所 | 高精度卫星中继天线跟踪功能测试系统及其测试方法 |
| CN107612610B (zh) * | 2017-08-31 | 2019-10-22 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种基于下位机的星载测控应答机自测试系统及方法 |
| CN107888278B (zh) * | 2017-11-21 | 2019-12-03 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种通用化小型星载数字应答机终端平台 |
| CN109245797A (zh) * | 2018-08-22 | 2019-01-18 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种统一载波体制信号相干转发实现方法及系统 |
| CN109450519B (zh) * | 2018-10-30 | 2021-06-11 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种星载全数字化usb应答机 |
| CN109407116B (zh) * | 2018-11-20 | 2024-02-27 | 桂林电子科技大学 | 一种多频点卫星导航质量测试信号生成装置及生成方法 |
| WO2020113163A1 (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | Astranis Space Technologies Corp. | Adjustable payload for small geostationary (geo) communication satellites |
| CN109451367B (zh) * | 2018-12-27 | 2024-02-23 | 中科南京移动通信与计算创新研究院 | 一种基于cpci架构的卫星通信硬件平台 |
| CN109917672B (zh) * | 2019-03-29 | 2022-04-12 | 中国人民解放军93216部队 | 一种导航与控制环路的半实物仿真系统及方法 |
| CN110531384A (zh) * | 2019-08-20 | 2019-12-03 | 桂林电子科技大学 | 一种伽利略卫星信号模拟系统及其模拟方法 |
| CN110824507B (zh) * | 2019-11-27 | 2020-11-10 | 中国科学院微小卫星创新研究院 | 导航卫星上注接收处理机模拟器 |
| CN111212335B (zh) * | 2019-12-16 | 2021-09-14 | 上海卫星工程研究所 | 一种深空探测器射频测试系统自检装置及其测试方法 |
| CN111308911B (zh) * | 2020-02-28 | 2023-05-09 | 上海航天控制技术研究所 | 一种基于卫星姿轨控的全功能模块化模拟处理系统及方法 |
| CN111930025B (zh) * | 2020-08-06 | 2024-05-31 | 北京中科晶上科技股份有限公司 | 卫星通信系统仿真平台的建模与仿真方法及装置 |
-
2021
- 2021-02-10 CN CN202110183690.9A patent/CN112947521B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101833090A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-09-15 | 中国科学院遥感应用研究所 | 利用全球卫星定位系统信号源的机载海洋微波遥感系统 |
| CN110325929A (zh) * | 2016-12-07 | 2019-10-11 | 阿瑞路资讯安全科技股份有限公司 | 用于检测有线网络变化的信号波形分析的系统和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112947521A (zh) | 2021-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112947521B (zh) | 航天器测控系统多功能模拟平台 | |
| CN106199508B (zh) | 一种基于伪卫星原理的多功能试验平台 | |
| EP3381142A1 (en) | Satellite communications subsystem in-orbit verification system and methodologies | |
| CN112994784B (zh) | 接收卫星遥测数据的方法、向卫星发送指令的方法 | |
| WO2011160415A1 (zh) | 一种无线射频拉远单元多通道的测试装置及方法 | |
| CN114660632A (zh) | 一种导航增强系统的测试方法 | |
| CN114401054B (zh) | 一种卫星地面站的故障诊断方法及装置 | |
| Roberts et al. | LCRD optical ground station 1 | |
| CN111294119B (zh) | 一种基于航空信道的测试系统 | |
| CN115150783B (zh) | 一种机动式的卫星通信车载系统及装置 | |
| CN113406607B (zh) | 卫星Ka扩频应答机测距零值标定方法和系统 | |
| CN104158603A (zh) | 发射场多模式微波光纤中继转发质量判决分系统 | |
| CN113535259A (zh) | 航天测控站配置方法及装置 | |
| Gladyshev et al. | Software and hardware development and testing of repeaters of communication satellites | |
| Chelmins et al. | Unique challenges testing SDRs for space | |
| CN214380900U (zh) | 卫星遥测遥控数据处理系统 | |
| CN115356952B (zh) | 一种航天系统数字模型自闭环校验方法 | |
| RU2717293C1 (ru) | Контрольно-проверочная аппаратура космического аппарата | |
| CN216531312U (zh) | 卫星射频信号转发系统 | |
| Valentin et al. | Mission Monitor and Control Platform for TUMnanoSAT Ground Segment | |
| CN115616620A (zh) | 一种高中低轨联合的导航增强性能验证系统 | |
| CN117938235A (zh) | 一种卫星的在轨验证方法及系统 | |
| CN115327592A (zh) | 一种面向中轨道卫星搜救载荷的地面测试验证系统 | |
| Lewin | Ground-control system for Satcom satellites | |
| CN118199749A (zh) | 一种小卫星星间组网通信地面测试系统及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |