CN115549755B - 一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，它涉及通信、测控领域。本发明实施由卫星、地面站1、地面站2、高速汇集接收设备和信息处理设备实现。本发明利用卫星Ka频段数传发射传感器对地覆盖的特性，使用两套不同地区且同处于卫星传感器波束覆盖范围内的地面站同时接收卫星数传数据，发送给中心高速汇集接收设备进行冗余备份接收，根据接收数据质量情况实现接收数据的自动切换。本发明可解决地面站由于雨雪天气造成卫星Ka频段数传接收通信中断的问题，还具有设计方案实用简洁、通用性强、控制方式可靠、时效性高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及通信、测控领域中的一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法。
背景技术
目前，通信、测控领域内的许多卫星工作在Ka频段，Ka频段具备波束窄、频率资源丰富、通信容量大等特点，同时Ka频段也具有衰减大的特点，尤其是在穿过云、雾、雨雪天气等情况下，会对数传接收任务产生较大影响，甚至会导致数传接收通信中断。
通常地面站Ka频段接收任务受雨雪等恶劣天气影响后将情况上报中心，中心视影响程度调度另一套地面站接替执行卫星Ka频段数传接收任务，此过程至少耗时10分钟以上，严重影响数传任务的正常执行。
发明内容
本发明提供一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，解决地面设备在雨雪等恶劣天气下Ka频段数传接收受影响及中断的问题。
本发明采用的技术方案为：
一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，具体包括以下步骤：
步骤1，正常状态下，处于不同地区且在卫星传感器波束覆盖范围内的两个地面站同时对准卫星后，完成卫星的捕获跟踪；
步骤2，卫星根据任务规划实时下发Ka频段数传数据，两个地面站同时执行Ka频段数传接收任务；
步骤3，两个地面站同时将接收到Ka频段数传数据发送给高速汇集接收设备；
步骤4，高速汇集接收设备实时检测两个地面站发送的数传数据的质量情况，选择一路数据质量好的数据发送给信息处理设备进行卫星数据处理；
步骤5，高速汇集接收设备检测到当前使用的地面站发送的数传数据质量出现问题且不满足使用需求时，自动将数据流切换至另一个地面站发送的数传数据；
步骤6，高速汇集接收设备根据数据帧帧计数排列规则对两个地面站发送的数传数据进行冗余去重后，将融合后的数据发送给信息处理设备；
步骤7，信息处理设备接收到高速汇集接收设备发送的融合后的数据后，正常处理卫星数传数据。
其中，步骤4的具体实现过程为：
高速汇集接收设备的数据接收模块同时接收两个地面站发送的两路Ka频段数传数据，并将数据推送给数据质量判读模块；质量判读模块实时检测两路数传数据的质量情况，并将两路数传数据和数据质量情况发送给数据选择处理模块；数据选择处理模块根据数据质量情况进行综合判定，选择一路数据质量好的数据发送给信息处理设备，信息处理设备正常处理卫星数据。
其中，步骤4中，检测两个地面站发送的数传数据的质量情况时使用数据帧帧同步情况、数据帧帧计数连续性情况和固定字节数累积计算数据实时误码率水平。
其中，步骤6中，检测数传数据质量出现问题且不满足使用需求时根据使用帧同步、帧计数和误码率水平综合评判，当综合评判给出的结果小于阈值时则不满足使用需求。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1、本发明采用基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法可解决地面设备在雨雪等恶劣天气下Ka频段数传接收受影响及中断的问题。
2、本发明可实现两套甚至多套地面站同时发送数传数据之间的无缝自动切换，保证数据的连续性和准确性，切换时间达到秒级；
3、本发明采用基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法还具有设计方案实用简洁、通用性强、控制方式可靠、时效性高等特点。
附图说明
图1是本发明的原理方框图。
具体实施方式
下面结合具体实施步骤和图1对本发明做进一步的描述：
本发明基于卫星Ka频段数传发射传感器对地面的覆盖范围，规划使用不同地区且同处于卫星传感器波束覆盖范围内的两套地面站同时接收卫星数传数据，两套不同地区且同处于卫星传感器波束覆盖范围内的地面站同时接收卫星数传数据，发送到中心进行冗余接收备份，当某一套地面站由于雨雪天气造成通信中断时，可自动切换至另一套地面站发送的数传数据，实现Ka频段数传数据的不间断接收。
本发明实施例由卫星、地面站1、地面站2、高速汇集接收设备和信息处理设备实现；具体实现步骤如下：
步骤1，正常状态下，地面站1和地面站2同时对准卫星后，完成卫星的捕获跟踪；
步骤2，卫星根据任务规划实时下发Ka频段数传数据，地面站1和地面站2同时执行Ka频段数传接收任务；
步骤3，地面站1和地面站2同时将接收到Ka频段数传数据发送给高速汇集接收设备；
步骤4，高速汇集接收设备的数据接收模块同时接收两路Ka频段数传数据，并将数据推送给数据质量判读模块，质量判读模块实时检测地面站1和地面站2发送的两路数传数据的质量情况(数据帧帧同步情况、数据帧帧计数连续性情况和固定字节数累积计算数据实时误码率水平情况等)，并将两路数据和数据质量情况发送给数据选择处理模块；高速汇集设备的数据选择处理模块根据数据质量情况进行综合判定，选择一路数据质量较好的数据(地面站1)发送给后端信息处理设备，信息处理设备正常处理卫星数据；
步骤5，当地面站1遇到雨雪天气时，地面站1发送给高速汇集接收设备的数据受到影响，数据质量下降(帧同步头无法对齐、数据帧帧计数不连续或数据误码率水平升高等)；高速汇集接收设备的数据选择处理模块判定当前使用的地面站1发送的数传数据质量出现问题且不满足使用需求时(使用帧同步、帧计数、误码率水平综合评判给出的阈值小于既定值)，自动将数据流切换至接收的地面站2发送的数传数据；
步骤6，高速汇集接收设备的数据选择处理模块根据数据帧帧计数排列规则对接收站1和接收站2发送的数传数据进行数据冗余排列和重组，使得高速汇集接收设备发送给信息处理设备的数据连续完整；
步骤7，信息处理设备接收高速汇集接收设备发送的数据后，正常处理卫星数传数据，Ka频段数传接收任务不中断。
本发明的工作原理如下：
正常状态下，规划使用不同地区且同处于卫星传感器波束覆盖范围内的两套地面站同时执行卫星Ka频段数传接收任务，两套地面站同时将接收的数传数据发送给中心的高速汇集接收设备，高速汇集接收设备选择一路数据发送给后端信息处理设备进行卫星数据处理，高速汇集接收设备同时实时监测接收到的数据的质量情况，当主用接收站的数据由于雨雪天气影响受到较大影响或中断后，高速汇集设备检测到当前主用接收站的数据不可用，自动切换至备用接收站的数据发送给后端信息处理设备，保障Ka频段数传接收任务不中断。
Claims (4)
1.一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
步骤1，正常状态下，处于不同地区且在卫星传感器波束覆盖范围内的两个地面站同时对准卫星后，完成卫星的捕获跟踪；
步骤2，卫星根据任务规划实时下发Ka频段数传数据，两个地面站同时执行Ka频段数传接收任务；
步骤3，两个地面站同时将接收到Ka频段数传数据发送给高速汇集接收设备；
步骤4，高速汇集接收设备实时检测两个地面站发送的数传数据的质量情况，选择一路数据质量好的数据发送给信息处理设备进行卫星数据处理；
步骤5，高速汇集接收设备检测到当前使用的地面站发送的数传数据质量出现问题且不满足使用需求时，自动将数据流切换至另一个地面站发送的数传数据；
步骤6，高速汇集接收设备根据数据帧帧计数排列规则对两个地面站发送的数传数据进行冗余去重后，将融合后的数据发送给信息处理设备；
步骤7，信息处理设备接收到高速汇集接收设备发送的融合后的数据后，正常处理卫星数传数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，其特征在于，步骤4的具体实现过程为：
高速汇集接收设备的数据接收模块同时接收两个地面站发送的两路Ka频段数传数据，并将数据推送给数据质量判读模块；质量判读模块实时检测两路数传数据的质量情况，并将两路数传数据和数据质量情况发送给数据选择处理模块；数据选择处理模块根据数据质量情况进行综合判定，选择一路数据质量好的数据发送给信息处理设备，信息处理设备正常处理卫星数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，其特征在于，步骤4中，检测两个地面站发送的数传数据的质量情况时使用数据帧帧同步情况、数据帧帧计数连续性情况和固定字节数累积计算数据实时误码率水平情况。
4.根据权利要求1所述的一种基于任务驱动自动站间切换的Ka频段抗雨衰方法，其特征在于，步骤5中，检测数传数据质量出现问题且不满足使用需求时根据使用帧同步、帧计数和误码率水平综合评判，当综合评判给出的阈值小于既定值时则不满足使用需求，自动将数据流切换至另一个地面站发送的数传数据。
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