專利名稱：一種中繼測控應(yīng)答機(jī)優(yōu)先級(jí)可控的衛(wèi)星測控配置系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種中繼衛(wèi)星測控終端接入優(yōu)先級(jí)可控的衛(wèi)星測控配置系統(tǒng)；本 實(shí)用新型屬于航天技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
利用天基測控手段可以大大提高對(duì)中低軌衛(wèi)星的測控覆蓋率、增加衛(wèi)星在軌測控 服務(wù)時(shí)間，滿足衛(wèi)星應(yīng)急測控需要。我國第一代中繼衛(wèi)星已成功發(fā)射，目前在軌運(yùn)行正常， 并在神舟7號(hào)任務(wù)中進(jìn)行了試驗(yàn)，取得圓滿成功。這標(biāo)明我國第一代天基測控系統(tǒng)空間段 可以投入使用。為了與中繼空間段配合實(shí)現(xiàn)天基測控任務(wù)，衛(wèi)星上需要增加新的中繼測控 終端設(shè)備。而傳統(tǒng)的衛(wèi)星上已配備了對(duì)地?cái)U(kuò)頻應(yīng)答機(jī)，與地面測控系統(tǒng)一起完成對(duì)衛(wèi)星的 星地測控任務(wù)。由于天基測控終端和地基測控設(shè)備同時(shí)存在于衛(wèi)星上，衛(wèi)星平臺(tái)在既保證 完成測控任務(wù)又要安全可靠的前提下怎樣對(duì)其二者信號(hào)進(jìn)行選擇成為衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)的一 個(gè)課題。目前國內(nèi)衛(wèi)星設(shè)計(jì)領(lǐng)域缺少解決天基和地基測控設(shè)備優(yōu)選問題的方案，也未見相 關(guān)報(bào)道。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在原有用戶衛(wèi)星平臺(tái)設(shè)備 改動(dòng)最小，且工作可靠的原則下，提供了一種中繼測控應(yīng)答機(jī)接入用戶衛(wèi)星系統(tǒng)且其優(yōu)先 級(jí)可控的衛(wèi)星測控配置系統(tǒng)，解決了天基和地基測控信號(hào)的優(yōu)選問題。 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種中繼測控應(yīng)答機(jī)優(yōu)先級(jí)可控的衛(wèi)星測控配置 系統(tǒng)，包括擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)；擴(kuò)頻應(yīng) 答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)之間通過電纜連接；電纜
的連接滿足下列信號(hào)傳輸關(guān)系 擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別接收來自地面測控站發(fā)送的S頻段上行擴(kuò)頻遙控 信號(hào)；并分別對(duì)接收的遙控信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)，生成兩路時(shí)鐘CP、鎖定指示G、數(shù)據(jù)PCM三 線遙控信號(hào)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A和擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B對(duì)各自生成的鎖定指示G進(jìn)行判斷，當(dāng)擴(kuò)頻應(yīng)答 機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B遙控位同步鎖定時(shí)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B發(fā)出控制信號(hào)，控制中 繼應(yīng)答機(jī)禁止其遙控輸出；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A和擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別將各自生成的兩路三線遙控 信號(hào)，一路輸出給遙控單元甲機(jī)、一路輸出給遙控單元乙機(jī)；當(dāng)擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī) B遙控位同步失鎖時(shí)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B禁止各自生成的時(shí)鐘CP、鎖定指示G、數(shù) 據(jù)PCM三線遙控信號(hào)輸出，并根據(jù)鎖定指示G信號(hào)控制中繼應(yīng)答機(jī)，由中繼應(yīng)答機(jī)將接收的 中繼衛(wèi)星發(fā)送的前向遙控射頻信號(hào)解擴(kuò)、解調(diào)處理后生成的兩路三線遙控信號(hào)分別輸出給 遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)；遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)將接收的信號(hào)傳給星務(wù)分系 統(tǒng)，完成測控任務(wù)； 遙測時(shí)，遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)分別將從星務(wù)分系統(tǒng)接收的遙測信號(hào)輸 出，遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)分別輸出兩路遙測信號(hào)，遙控單元甲機(jī)輸出的任一路遙測信號(hào)與遙控單元乙輸出的一路遙測信號(hào)連在一起進(jìn)行冷備份輸出給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A;遙控 單元甲機(jī)輸出的另一路遙測信號(hào)與遙控單元乙輸出的另一路遙測信號(hào)連在一起進(jìn)行冷備
份輸出給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B和中繼應(yīng)答機(jī)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B和中繼應(yīng)答機(jī)通過其天
線將遙測信號(hào)輻射出去，完成衛(wèi)星下行遙測功能。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有益效果為 (1)本實(shí)用新型對(duì)遙控單元設(shè)備不需做任何更改，只需對(duì)整星電纜網(wǎng)做適當(dāng)修改， 就能完成中繼應(yīng)答機(jī)優(yōu)先級(jí)可控的接入衛(wèi)星測控系統(tǒng)。從而解決了天基和地基測控信號(hào)的 優(yōu)選問題。 (2)本實(shí)用新型保持衛(wèi)星原有平臺(tái)結(jié)構(gòu)，只需對(duì)整星電纜網(wǎng)做適當(dāng)修改，就可完成 中繼應(yīng)答機(jī)有級(jí)別的接入衛(wèi)星系統(tǒng)，大大降低了研制成本。

圖1為本實(shí)用新型測控系統(tǒng)對(duì)遙控信號(hào)處理示意圖； 圖2為本實(shí)用新型測控系統(tǒng)對(duì)遙測信號(hào)處理示意圖； 圖3為本實(shí)用新型中繼應(yīng)答機(jī)組成功能框圖。
具體實(shí)施方式—種中繼測控應(yīng)答機(jī)優(yōu)先級(jí)可控的衛(wèi)星測控系統(tǒng)，包括擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī) B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A的兩個(gè)遙控輸出端口分別通過 電纜與遙控單元甲機(jī)的兩個(gè)遙控輸入端口連接；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B的兩個(gè)遙控輸出端口分別通 過電纜與遙控單元乙機(jī)的兩個(gè)遙控輸入端口連接；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B的控制端口 與中繼應(yīng)答機(jī)的控制端口之間通過電纜連接；中繼應(yīng)答機(jī)的兩路遙控輸出端口電纜分別與 擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B的任一一個(gè)遙控輸出端口電纜短接；遙控單元甲機(jī)、遙控單元 乙機(jī)分別具備兩個(gè)遙測輸出端口，遙控單元甲機(jī)的任一個(gè)遙測輸出端口通過電纜與擴(kuò)頻應(yīng) 答機(jī)A的遙測輸入端口連接；遙控單元乙機(jī)的任一個(gè)遙測輸出端口通過電纜與擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī) B的遙測輸入端口連接；遙控單元甲機(jī)的另一個(gè)遙測輸出端口接入的電纜與遙測單元乙機(jī) 遙測輸出端口與擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B遙測輸入端口之間電纜短接，形成冷備份；遙控單元乙機(jī)的 另一個(gè)遙測輸出端口接入的電纜與遙測單元甲機(jī)遙測輸出端口與擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A遙測輸入 端口之間電纜短接，形成冷備份；電纜間的連接滿足下列信號(hào)傳輸關(guān)系 擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別接收來自地面測控站發(fā)送的S頻段上行擴(kuò)頻遙 控信號(hào)；并分別對(duì)接收的遙控信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A輸出兩路三線遙控信號(hào) (包括第一路時(shí)鐘CP1A、鎖定指示G1A、數(shù)據(jù)PCM1A，第二路時(shí)鐘CP1B、鎖定指示G1B、數(shù)據(jù) PCM1B)給遙控單元甲機(jī)一路、給遙控單元乙機(jī)一路；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B輸出兩路三線遙控信號(hào) (包括第一路時(shí)鐘CP2A、鎖定指示G2A、數(shù)據(jù)PCM2A，第二路時(shí)鐘CP2B、鎖定指示G2B、數(shù)據(jù) PCM2B)給遙控單元甲機(jī)一路、給遙控單元乙機(jī)一路；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A輸出控制信號(hào)給中繼應(yīng) 答機(jī)，控制信號(hào)符合RS422接口要求；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B輸出控制信號(hào)給中繼應(yīng)答機(jī)，控制信號(hào) 符合RS422接口要求。 中繼應(yīng)答機(jī)接收中繼衛(wèi)星發(fā)送的前向遙控射頻信號(hào)，將接收的前向遙控射頻信號(hào) 進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)處理后生成兩路三線遙控信號(hào)，其中一路三線遙控信號(hào)(時(shí)鐘CP3A、鎖定指示G3A、數(shù)據(jù)PCM3A)分別與擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A輸出的第二路時(shí)鐘CP1B、鎖定指示G1B、數(shù)據(jù)PCM1B短接，另一路三線遙控信號(hào)(時(shí)鐘CP3B、鎖定指示G3B、數(shù)據(jù)PCM3B)與時(shí)鐘CP2B、鎖定指示G2B、數(shù)據(jù)PCM2B短接。 擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A和擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B對(duì)各自生成的遙控PCM位同步信號(hào)(鎖定指示G1A、鎖定指示G2A、鎖定指示G1B、鎖定指示G2B)進(jìn)行判斷，當(dāng)鎖定指示G1A、鎖定指示G2A、鎖定指示G1B、鎖定指示G2B都為高電平時(shí)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B遙控位同步鎖定，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別輸出一路遙控PCM位同步信號(hào)給中繼應(yīng)答機(jī)，控制中繼應(yīng)答機(jī)禁止其遙控輸出；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A和擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別將各自生成的兩路三線遙控信號(hào)， 一路輸出給遙控單元甲機(jī)、一路輸出給遙控單元乙機(jī)；由遙控單元(遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī))將該信號(hào)傳給星務(wù)分系統(tǒng)，完成地基遙控功能； 當(dāng)擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B遙控位同步失鎖時(shí)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B禁止各自生成的時(shí)鐘CP、鎖定指示G、數(shù)據(jù)PCM三線遙控信號(hào)輸出，并根據(jù)鎖定指示G信號(hào)控制中繼應(yīng)答機(jī)，由中繼應(yīng)答機(jī)將生成的兩路遙控信號(hào)分別輸出給遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)；遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)將接收的信號(hào)分別傳給星務(wù)主機(jī)A和星務(wù)主機(jī)B，完成天基測控任務(wù)； 遙測時(shí)，遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)分別將從星務(wù)分系統(tǒng)接收的遙測信號(hào)輸出，遙控單元甲機(jī)輸出兩路遙測PCM兩線信號(hào)，第一路包括時(shí)鐘CP1D、數(shù)據(jù)PCM1D，第二路包括時(shí)鐘CP1E、數(shù)據(jù)PCM1E。遙控單元乙機(jī)輸出兩路遙測PCM兩線信號(hào)，第一路包括時(shí)鐘CP2D、數(shù)據(jù)PCM2D，第二路包括時(shí)鐘CP2E、數(shù)據(jù)PCM2E。遙控單元甲機(jī)輸出的第一路和遙控單元乙機(jī)輸出的第一路連在一起且二者互為冷備份(第一路遙測信號(hào))；遙控單元甲機(jī)輸出的第二路和遙控單元乙機(jī)輸出的第二路連在一起且二者互為冷備份(第二路遙測信號(hào))；第一路遙測信號(hào)輸出給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A，第二路遙測信號(hào)輸出給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B和中繼應(yīng)答機(jī)。擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)和中繼應(yīng)答機(jī)通過相應(yīng)天線將遙測信號(hào)輻射出去，完成衛(wèi)星下行遙測功能。當(dāng)然此時(shí)，也可以將第一路遙測信號(hào)輸出給中繼應(yīng)答機(jī)。 上面所述的擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)可以從上?？茖W(xué)儀器廠采購，中繼應(yīng)答機(jī)可以從山東航天電子技術(shù)研究所采購。具備遙控遙測功能的擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)和中繼應(yīng)答機(jī)設(shè)計(jì)原理基本相同。下面以中繼應(yīng)答機(jī)為例給出 一種產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)原理框圖。 S頻段中繼終端功能框圖如圖3所示，主要包括S頻段收發(fā)分開兩個(gè)天線、兩條射頻連接電纜和中繼終端單機(jī)設(shè)備共五個(gè)部件。其中，中繼終端單機(jī)設(shè)備包括射頻發(fā)射模塊、射頻接收模塊、基帶信號(hào)處理模塊三大功能模塊；接收天線接收來自中繼衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)的前向遙控射頻信號(hào)，信號(hào)形式是BPSK調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)。前向遙控射頻信號(hào)經(jīng)接收天線接收后，經(jīng)高頻饋線傳送到射頻接收模塊，射頻接收模塊對(duì)信號(hào)依次進(jìn)行低噪聲放大、下變頻、中頻濾波、中頻信號(hào)放大和AGC控制，輸出中頻信號(hào)送到基帶信號(hào)處理模塊，由基帶信號(hào)處理模塊中的前向遙控通道基帶處理單元對(duì)該中頻信號(hào)進(jìn)行A/D采樣，采樣數(shù)字序列在數(shù)字基帶內(nèi)完成碼捕獲與跟蹤、載波恢復(fù)與跟蹤、解擴(kuò)與遙控?cái)?shù)據(jù)比特同步。最終解調(diào)出遙控PCM碼流(三線遙控信號(hào))，通過遙測遙控接口送星上的遙控單元。遙測信號(hào)的處理過程為，基帶信號(hào)處理模塊接收遙測單元輸入的PCM碼，經(jīng)過對(duì)遙測數(shù)據(jù)巻積編碼、擴(kuò)頻，成形濾波后，經(jīng)過射頻通道進(jìn)行BPSK調(diào)制到載波，再進(jìn)行小信號(hào)放大，并由功率放大單元進(jìn)行功率放大和濾波，由發(fā)射天線發(fā)射到中繼衛(wèi)星。[0021] 遙控單元為目前星上通用設(shè)備，并且在本系統(tǒng)中只起到信號(hào)轉(zhuǎn)輸?shù)淖饔?，只要?br> 接口滿足上述信號(hào)傳輸要求即可，該遙控單元可以從上?？茖W(xué)儀器廠采購。 本實(shí)用新型未作詳細(xì)說明部分屬本領(lǐng)域技術(shù)人員公知常識(shí)。
權(quán)利要求一種中繼測控應(yīng)答機(jī)優(yōu)先級(jí)可控的衛(wèi)星測控配置系統(tǒng)，其特征在于包括擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)之間通過電纜連接；電纜的連接滿足下列信號(hào)傳輸關(guān)系擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別接收來自地面測控站發(fā)送的S頻段上行擴(kuò)頻遙控信號(hào)；并分別對(duì)接收的遙控信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)、解調(diào)，生成兩路時(shí)鐘CP、鎖定指示G、數(shù)據(jù)PCM三線遙控信號(hào)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A和擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B對(duì)各自生成的鎖定指示G進(jìn)行判斷，當(dāng)擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B遙控位同步鎖定時(shí)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B發(fā)出控制信號(hào)，控制中繼應(yīng)答機(jī)禁止其遙控輸出；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A和擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B分別將各自生成的兩路三線遙控信號(hào)，一路輸出給遙控單元甲機(jī)、一路輸出給遙控單元乙機(jī)；當(dāng)擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B遙控位同步失鎖時(shí)，擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B禁止各自生成的時(shí)鐘CP、鎖定指示G、數(shù)據(jù)PCM三線遙控信號(hào)輸出，并根據(jù)鎖定指示G信號(hào)控制中繼應(yīng)答機(jī)，由中繼應(yīng)答機(jī)將接收的中繼衛(wèi)星發(fā)送的前向遙控射頻信號(hào)解擴(kuò)、解調(diào)處理后生成的兩路三線遙控信號(hào)分別輸出給遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)；遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)將接收的信號(hào)傳給星務(wù)分系統(tǒng)，完成測控任務(wù)；遙測時(shí)，遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)分別將從星務(wù)分系統(tǒng)接收的遙測信號(hào)輸出，遙控單元甲機(jī)和遙控單元乙機(jī)分別輸出兩路遙測信號(hào)，遙控單元甲機(jī)輸出的任一路遙測信號(hào)與遙控單元乙輸出的一路遙測信號(hào)連在一起進(jìn)行冷備份輸出給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A；遙控單元甲機(jī)輸出的另一路遙測信號(hào)與遙控單元乙輸出的另一路遙測信號(hào)連在一起進(jìn)行冷備份輸出給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B和中繼應(yīng)答機(jī)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B和中繼應(yīng)答機(jī)通過其天線將遙測信號(hào)輻射出去，完成衛(wèi)星下行遙測功能。
專利摘要一種中繼測控應(yīng)答機(jī)優(yōu)先級(jí)可控的衛(wèi)星測控配置系統(tǒng)，包括擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)；擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)A、擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)B、遙控單元甲機(jī)、遙控單元乙機(jī)、中繼應(yīng)答機(jī)之間通過電纜連接；中繼應(yīng)答機(jī)與原用戶衛(wèi)星的數(shù)據(jù)流接口在擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)和遙控單元之間。擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)在鎖定時(shí)，用其遙控鎖定指示信號(hào)控制中繼測控終端，使其遙控PCM信號(hào)禁止輸出，確保擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)獨(dú)占總線。擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)在失鎖時(shí)禁止自身遙控PCM輸出，釋放總線；同時(shí)擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)輸出自身鎖定指示信號(hào)給中繼測控終端，使其遙控PCM信號(hào)輸出，占有總線。遙測PCM接口處理方法，中繼測控終端遙測PCM接口直接接在遙控單元給擴(kuò)頻應(yīng)答機(jī)的遙測PCM輸出線上。
文檔編號(hào)H04B7/185GK201523380SQ20092022269
公開日2010年7月7日 申請(qǐng)日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者寧金枝, 李紅寶, 袁仕耿 申請(qǐng)人:航天東方紅衛(wèi)星有限公司