基于uhf的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天飛行器測(cè)控系統(tǒng)，特別是涉及一種基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著微小衛(wèi)星標(biāo)準(zhǔn)化研制和組網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，不少國(guó)家采用一箭多星等技術(shù)手段成功發(fā)射了眾多的微小衛(wèi)星，其中不少微小衛(wèi)星已通過組網(wǎng)構(gòu)成星群，用于協(xié)作完成復(fù)雜的空間任務(wù)，而星群測(cè)控技術(shù)是保證微小衛(wèi)星星群正常工作的關(guān)鍵。由于微小衛(wèi)星星群中衛(wèi)星數(shù)量眾多，且衛(wèi)星在境內(nèi)的測(cè)控弧度通常很短，如果每顆衛(wèi)星都需要與地面建立測(cè)控鏈路，勢(shì)必對(duì)地面測(cè)控系統(tǒng)造成極大的管控壓力，從而增加衛(wèi)星測(cè)控運(yùn)行維護(hù)成本。因此，必須研究低成本、高效的微小衛(wèi)星星群測(cè)控技術(shù)。
[0003]目前航天測(cè)控領(lǐng)域沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明類似相關(guān)技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，包括:一個(gè)主星測(cè)控子系統(tǒng)和多個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)；
[0006]所述主星測(cè)控子系統(tǒng)，用于負(fù)責(zé)整個(gè)星群與地面測(cè)控站的數(shù)據(jù)傳輸，通過UHF無線通信實(shí)現(xiàn)星群中主星與子星的通信，主星測(cè)控子系統(tǒng)與各個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)之間采用主從式通信方式；
[0007]主星測(cè)控子系統(tǒng)位于主星，子星測(cè)控子系統(tǒng)位于子星。
[0008]優(yōu)選地，主星測(cè)控子系統(tǒng)與子星測(cè)控子系統(tǒng)通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、全雙工的標(biāo)準(zhǔn)UHF無線通信，實(shí)現(xiàn)星間近距離測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸，傳輸速率范圍為lk-lMbps，其中，所述近距離是指100km 內(nèi) ο
[0009]優(yōu)選地，主星測(cè)控子系統(tǒng)用于接收地面遙控命令，地面遙控命令包括主星遙控命令和子星遙控命令；主星遙控命令直接由主星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行，子星遙控命令由主星測(cè)控子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的子星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行。
[0010]優(yōu)選地，主星測(cè)控子系統(tǒng)完成主星遙測(cè)數(shù)據(jù)的采集、組幀、存儲(chǔ)和下傳；
[0011]主星測(cè)控子系統(tǒng)定期通過UHF向子星測(cè)控子系統(tǒng)發(fā)送遙測(cè)數(shù)據(jù)采集命令，子星測(cè)控子系統(tǒng)收到遙測(cè)數(shù)據(jù)采集命令后，采集子星遙測(cè)數(shù)據(jù)送回主星匯總，最后由主星測(cè)控子系統(tǒng)完成子星遙測(cè)數(shù)據(jù)的組幀、存儲(chǔ)和下傳。
[0012]優(yōu)選地，主星測(cè)控子系統(tǒng)通過地面或GPS這兩種方式完成測(cè)軌；
[0013]主星測(cè)控子系統(tǒng)定期通過UHF向子星測(cè)控子系統(tǒng)發(fā)送測(cè)軌數(shù)據(jù)采集請(qǐng)求，子星測(cè)控子系統(tǒng)收到測(cè)軌數(shù)據(jù)采集請(qǐng)求后，通過GPS采集子星測(cè)軌數(shù)據(jù)送回主星，最后由主星測(cè)控子系統(tǒng)完成子星測(cè)軌數(shù)據(jù)的下傳。
[0014]優(yōu)選地，主星測(cè)控子系統(tǒng)對(duì)主星遙測(cè)數(shù)據(jù)和子星遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀生成主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀，其中，主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀根據(jù)衛(wèi)星標(biāo)識(shí)符區(qū)分。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)主星出境時(shí)，主星測(cè)控子系統(tǒng)將主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀分別記錄于主星固態(tài)存儲(chǔ)器的不同區(qū)域；
[0016]當(dāng)主星入境時(shí)，主星測(cè)控子系統(tǒng)將主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀下傳。
[0017]優(yōu)選地，主星測(cè)控子系統(tǒng)判斷與子星的UHF通信狀態(tài)是否有效，若有效則通過UHF將子星遙控命令送相應(yīng)子星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0019]本發(fā)明在不增加星地測(cè)控資源占用的基礎(chǔ)上，運(yùn)用UHF星間通信技術(shù)，有效解決了微小衛(wèi)星星群測(cè)控問題，具有成本低、靈活性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，為微小衛(wèi)星測(cè)控技術(shù)發(fā)展提供了新思路。
【附圖說明】
[0020]通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0021]圖1為基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)原理框圖；
[0022]圖2為基于UHF的微小衛(wèi)星星群遙控流程圖；
[0023]圖3為基于UHF的微小衛(wèi)星星群遙測(cè)流程圖；
[0024]圖4為基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)軌流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]本發(fā)明提出了一種基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，由一個(gè)主星測(cè)控子系統(tǒng)和多個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)組成，主星測(cè)控子系統(tǒng)負(fù)責(zé)整個(gè)星群測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的分發(fā)和匯總，通過標(biāo)準(zhǔn)UHF無線通信實(shí)現(xiàn)主星與子星的測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸。
[0027]本發(fā)明基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，它主要由一個(gè)主星測(cè)控子系統(tǒng)101和三個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)(第一子星測(cè)控子系統(tǒng)102、第二子星測(cè)控子系統(tǒng)103、第三子星測(cè)控子系統(tǒng)104)組成，主星測(cè)控子系統(tǒng)101負(fù)責(zé)整個(gè)星群的星地傳輸，主星測(cè)控子系統(tǒng)101與各子星測(cè)控子系統(tǒng)之間采用主從式通信方式，通過標(biāo)準(zhǔn)UHF無線通信實(shí)現(xiàn)主星與子星的通信，可進(jìn)行星群間近距離(1000km內(nèi))測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸，傳輸速率范圍為lk-lMbps，從而實(shí)現(xiàn)了星群遙控、星群遙測(cè)和星群測(cè)軌功能。
[0028]所述基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)以下功能:
[0029](I)微小衛(wèi)星星群遙控
[0030]主星測(cè)控子系統(tǒng)101的測(cè)控模塊接收地面遙控命令后，發(fā)送至測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行遙控命令分類，包括主星遙控命令和子星遙控命令。對(duì)于主星遙控命令，直接由主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊進(jìn)行處理；對(duì)于子星遙控命令，主星測(cè)控管理模塊判斷與子星的UHF通信狀態(tài)是否有效，若有效則通過UHF將子星遙控命令送相應(yīng)子星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行，如圖2所不O
[0031](2)微小衛(wèi)星星群遙測(cè)
[0032]微小衛(wèi)星星群遙測(cè)管理包括星群遙測(cè)采集、組幀、存儲(chǔ)和下傳，如圖3所示，星群遙測(cè)數(shù)據(jù)包括主星遙測(cè)數(shù)據(jù)和子星遙測(cè)數(shù)據(jù)。
[0033]星群遙測(cè)采集:對(duì)于主星遙測(cè)數(shù)據(jù)，直接由主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊采集匯總；對(duì)于子星遙測(cè)數(shù)據(jù)，主星測(cè)控管理模塊定期生成子星遙測(cè)數(shù)據(jù)采集命令，通過UHF送子星測(cè)控子系統(tǒng)，子星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊采集子星遙測(cè)數(shù)據(jù)后送回主星匯總。
[0034]星群遙測(cè)組幀:根據(jù)星群遙測(cè)方案，主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊對(duì)上述兩類遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀，主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀根據(jù)幀衛(wèi)星標(biāo)識(shí)符區(qū)分。
[0035]星群遙測(cè)存儲(chǔ):當(dāng)主星出境時(shí)，根據(jù)星群遙測(cè)方案和星群遙測(cè)記錄比率，主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊將兩類遙測(cè)幀分別記錄于主星固態(tài)存儲(chǔ)器的不同區(qū)域。
[0036]星群遙測(cè)下傳:當(dāng)主星入境時(shí)，根據(jù)星群遙測(cè)方案和星群遙測(cè)回放比率，主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊將兩類遙測(cè)幀發(fā)送測(cè)控模塊下傳。
[0037](3)微小衛(wèi)星星群測(cè)軌
[0038]微小衛(wèi)星星群測(cè)軌包括主星測(cè)軌和子星測(cè)軌，如圖4所示，星群測(cè)軌數(shù)據(jù)包括主星測(cè)軌數(shù)據(jù)和子星測(cè)軌數(shù)據(jù)。
[0039]主星測(cè)軌:主星測(cè)控子系統(tǒng)通過地面或GPS兩種方式完成測(cè)軌，即主星測(cè)控模塊與地面測(cè)控站進(jìn)行雙向測(cè)控?cái)?shù)據(jù)傳輸完成測(cè)軌，或主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊通過GPS采集測(cè)軌數(shù)據(jù)后送測(cè)控模塊下傳。
[0040]子星測(cè)軌:主星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊定期生成子星測(cè)軌數(shù)據(jù)采集命令，通過UHF送子星測(cè)控子系統(tǒng)，子星測(cè)控?cái)?shù)據(jù)管理模塊通過GPS采集子星測(cè)軌數(shù)據(jù)后送回主星，最后由主星測(cè)控模塊下傳。
[0041]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，包括:一個(gè)主星測(cè)控子系統(tǒng)和多個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)； 所述主星測(cè)控子系統(tǒng)，用于負(fù)責(zé)整個(gè)星群與地面測(cè)控站的數(shù)據(jù)傳輸，通過UHF無線通信實(shí)現(xiàn)星群中主星與子星的通信，主星測(cè)控子系統(tǒng)與各個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)之間采用主從式通信方式； 主星測(cè)控子系統(tǒng)位于主星，子星測(cè)控子系統(tǒng)位于子星。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，主星測(cè)控子系統(tǒng)與子星測(cè)控子系統(tǒng)通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、全雙工的標(biāo)準(zhǔn)UHF無線通信，實(shí)現(xiàn)星間近距離測(cè)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸，傳輸速率范圍為lk-lMbps，其中，所述近距離是指100km內(nèi)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，主星測(cè)控子系統(tǒng)用于接收地面遙控命令，地面遙控命令包括主星遙控命令和子星遙控命令；主星遙控命令直接由主星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行，子星遙控命令由主星測(cè)控子系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的子星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，主星測(cè)控子系統(tǒng)完成主星遙測(cè)數(shù)據(jù)的采集、組幀、存儲(chǔ)和下傳； 主星測(cè)控子系統(tǒng)定期通過UHF向子星測(cè)控子系統(tǒng)發(fā)送遙測(cè)數(shù)據(jù)采集命令，子星測(cè)控子系統(tǒng)收到遙測(cè)數(shù)據(jù)采集命令后，采集子星遙測(cè)數(shù)據(jù)送回主星匯總，最后由主星測(cè)控子系統(tǒng)完成子星遙測(cè)數(shù)據(jù)的組幀、存儲(chǔ)和下傳。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，主星測(cè)控子系統(tǒng)通過地面或GPS這兩種方式完成測(cè)軌； 主星測(cè)控子系統(tǒng)定期通過UHF向子星測(cè)控子系統(tǒng)發(fā)送測(cè)軌數(shù)據(jù)采集請(qǐng)求，子星測(cè)控子系統(tǒng)收到測(cè)軌數(shù)據(jù)采集請(qǐng)求后，通過GPS采集子星測(cè)軌數(shù)據(jù)送回主星，最后由主星測(cè)控子系統(tǒng)完成子星測(cè)軌數(shù)據(jù)的下傳。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于， 主星測(cè)控子系統(tǒng)對(duì)主星遙測(cè)數(shù)據(jù)和子星遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行組幀生成主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀，其中，主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀根據(jù)衛(wèi)星標(biāo)識(shí)符區(qū)分。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)主星出境時(shí)，主星測(cè)控子系統(tǒng)將主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀分別記錄于主星固態(tài)存儲(chǔ)器的不同區(qū)域； 當(dāng)主星入境時(shí)，主星測(cè)控子系統(tǒng)將主星遙測(cè)幀和子星遙測(cè)幀下傳。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，主星測(cè)控子系統(tǒng)判斷與子星的UHF通信狀態(tài)是否有效，若有效則通過UHF將子星遙控命令送相應(yīng)子星測(cè)控子系統(tǒng)執(zhí)行。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于UHF的微小衛(wèi)星星群測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，包括：一個(gè)主星測(cè)控子系統(tǒng)和多個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)；所述主星測(cè)控子系統(tǒng)，用于負(fù)責(zé)整個(gè)星群與地面測(cè)控站的數(shù)據(jù)傳輸，通過UHF無線通信實(shí)現(xiàn)星群中主星與子星的通信，主星測(cè)控子系統(tǒng)與各個(gè)子星測(cè)控子系統(tǒng)之間采用主從式通信方式；主星測(cè)控子系統(tǒng)位于主星，子星測(cè)控子系統(tǒng)位于子星。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了星群遙控、星群遙測(cè)和星群測(cè)軌功能，在不增加星地測(cè)控資源占用的基礎(chǔ)上，運(yùn)用UHF星間通信技術(shù)，有效解決了微小衛(wèi)星星群測(cè)控問題，具有成本低、靈活性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，為微小衛(wèi)星測(cè)控技術(shù)發(fā)展提供了新思路。
【IPC分類】G08C17/02, G05B19/418, H04B7/00
【公開號(hào)】CN105045241
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510465913
【發(fā)明人】莊卓俊, 李金岳, 陳荷, 楊雅, 孫建亮, 沈朱泉
【申請(qǐng)人】上海衛(wèi)星工程研究所
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月31日