多通道遙測傳輸系統的製作方法

2023-05-30 09:17:56 5

專利名稱：多通道遙測傳輸系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及遙測傳輸。更具體地說，是一種適用於中低軌道的，通過多通道傳輸以 滿足大容量遙測信號全球1:1採集、存儲及傳輸的多通道遙測傳輸系統。
背景技術：
信息通過傳感器或變換器將各種物理量的信息變換為可傳輸和能加工處理的電 信號，再由遙測設備採集、獲取和量化成數位訊號；遙測設備通過串行或並行數字量接口將 各分系統已經數位化的信息採集匯總，進行加工處理、傳輸，通過調製送發射機下行傳送， 這些數位化的信息即為遙測。從遙測傳輸的實時性來劃分，遙測又可以分為實時遙測和延 時遙測。在軌飛行過程中，通過遙測來監測的環境工程參數和各分系統儀器設備的工程參 數與工作狀態，為完成在軌測控任務和故障分析、處理提供數據和判斷依據。記錄的遙測數 據越詳細越密集，對於地面監測的各種狀態就越有利。以某型號太陽同步軌道為例，遙測參 數數量眾多，按字節統計有5800多個遙測參數，如果將某些數字遙測量按照實際的物理意 義按比特展開，總的參數量可達15000個之多，因此如何動態採集、下傳和處理大容量的遙 測參數成為亟待解決的問題。目前中低軌道遙測子系統一般採用的通行的設計如圖2所示。這種設計方案存 在的問題是制約於中低軌採用的S波段發射機的下傳速率G096bps)，如果要實現全球遙 測數據記錄傳輸，只能對在境外產生的遙測數據進行較低速率採樣記錄，或對某些重要參 數採用較高速率採樣，對其餘參數採用更低速率採樣，無法實現全球1 1遙測記錄。如果 某遙測參數在實時情況下的採樣周期為16s，那麼，在境外延時採樣周期為16X32. 95 = 527. 2s，約9min，如此低的採樣頻率已遠不能滿足監視大容量遙測的需求。

發明內容
為了解決現有中低軌遙測系統無法解決大容量遙測數據全球1:1記錄傳輸的問 題，本發明的目的在於提出一種全新的採用多通道下傳大容量遙測數據至地面站的設計方 案。利用本發明，可充分的利用現有射頻鏈路資源，滿足對大容量遙測數據全球1:1記錄傳 輸的需求。為了達到上述發明目的，本發明提供一種多通道遙測傳輸系統，該系統包括星載測控(1)包括星載遙測採集設備(1-1)，採集整星遙測信號；星載遙控設備(1-2)，接收來 自地面的遙控指令，並對遙測程序(2- 及固態記錄器(3- 進行控制；星載計算機O)包括生成實時遙測幀、延時遙測幀、組合遙測幀，送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸 至地面；遙測緩存器(2- 用於存放延時遙測幀；將實時遙測幀，轉換成符合CCSDS格式的 遙測包，再通過155 總線(4)發送給數傳信息處理器(3-1)；星載數傳⑶
包括數傳信息處理器(3-1)接收實時遙測包，通過L波段發射機(3-2)實時傳輸 給地面；固態記錄器(3-3)，1:1記錄實時遙測包，並通過X波段發射機(3-4)傳輸給地面；155!3B 總線向數傳信息處理器(3-1)發送由星載計算機(2)生成的實時遙測包。所述的星載計算機( ，處理衛星遙測信號按下列步驟進行1)遙測採樣組幀(2-1)對由星載遙測採集設備(1-1)送來的衛星遙測信號，進行 採樣、組幀，生成每0. 5s的實時遙測幀；2)遙測程序(2-2)將實時遙測幀調製後送S波段應答機(1-3、1_4)傳輸至地面；3)遙測程序0-2)根據遙控指令將實時遙測幀，按一定採樣比例轉換成延時遙測 幀記錄至遙測緩存器0-3)，在境內根據遙控指令，將實時遙測幀與延時遙測幀按1 2比 例編排形成組合遙測幀，調製後送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸至地面；4)遙測程序(2- 在每0. 5s的實時遙測幀生成後，通過改變遙測幀的頭部格式， 轉換成符合CCSDS格式的遙測包，再通過155 總線(4)發送給數傳信息處理器(3-1)。所述的星載數傳( 對於由星載計算機( 通過155 總線(4)送來的遙測數據 包處理按以下步驟進行1)數傳信息處理器(3-1)接收由星載計算機(2)通過155 總線(4)送來的實時 遙測包，並通過L波段發射機(3-2)實時傳輸給地面；2)數傳信息處理器(3-1)將實時遙測包送至固態記錄器(3-3)，按照1 1記錄；3)在境內，固態記錄器(3- 接收由星載遙控設備(1- 送來的遙控指令，不再記 錄由數傳信息處理器(3-1)送來的實時遙測包，並將記錄在固態記錄器(3-3)內的全球延 時遙測包通過X波段發射機(3-4)傳輸給地面。所述的多通道遙測傳輸系統，在可靠性設計上，還可以形成以下組合工作模式1)星載計算機與S波段發射機的衛星實時遙測傳輸模式；2)星載計算機與S波段發射機的衛星組合遙測傳輸模式，即實時遙測幀和延時遙 測幀按1:2編排成組合遙測幀；3)星載計算機與數傳信息處理器加L波段發射機的衛星實時遙測傳輸模式；4)星載計算機、數傳信息處理器與固態記錄器加X波段發射機的衛星延時遙測傳 輸模式。由於全球範圍內的遙測數據借用了高速傳輸遙感數據的數傳通道(L頻段和X頻 段)下傳，以某型號太陽同步軌道為例，該型號的遙測幀生成速率為4096bps，一天內所產 生的337. 5Mbits遙測數據完全可以在境內傳輸完畢，且不會給數傳增加過多負擔，緩解了 測控S頻段的下傳壓力，實現了全球1 1遙測數據傳輸。按照傳統的遙測子系統設計方案， 一天內所能下傳的遙測量約為5. 27Mbits。採用多通道遙測傳輸方案後，所下傳的遙測數據 量是傳統方案的64倍。由於數傳通道傳輸的遙測數據是在計算機組成的實時遙測幀生成後，通過改變遙 測幀的頭部格式，轉換成的符合CCSDS格式的遙測包，因此數傳通道與測控通道傳輸的遙 測數據為同源數據。並且L波段和X波段傳輸的遙測數據通過糾錯編碼和卷積編碼保證了 較低的誤碼率，經過地面數據處理，結果表明不同波段通道下傳的遙測數據同一時刻的數 據具有完全一致性。


圖1是本發明多通道遙測傳輸系統的結構框圖；圖2是目前使用的遙測子系統的結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步解釋。圖1所示為本發明提供的一種多通道遙測傳輸系統，是一種大容量、全球1 1記錄 的遙測採集、存儲及傳輸設計方案。全球遙測採用了多通道多波段下傳至地面站，境內S波 段下傳速率為4096bps，內容包括實時和延時遙測數據；L波段傳輸速率為4. 2Mbps,內容為 實時遙測；X波段傳輸速率為93Mbps，內容為全球延時遙測。系統包括1)遙測採集設備(1-1)用於採集遙測信號，送至計算機O)；2)遙控設備(1-2)用於接收來自地面的遙控指令，送至計算機(2)；3)計算機(2)可用於對由遙測採集設備(1-1)送來的遙測信號，進行採樣、組幀，生成每0. 5s的 實時遙測幀。遙測程序0-2)根據遙控設備(1-2)送來的不同遙控指令完成以下功能將 實時遙測幀調製後送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸至地面；將實時遙測幀，按一定採樣比例 轉換成延時遙測幀記錄至遙測緩存器0-3)，在境內根據遙控指令，將實時遙測幀與延時遙 測幀按1 2比例編排形成組合遙測幀，調製後送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸至地面；在 每0. 5s的實時遙測幀生成後，通過改變遙測幀的頭部格式，轉換成符合CCSDS格式的遙測 包，再通過155 總線(4)發送給數傳信息處理器(3-1)。4)數傳(3)數傳信息處理器(3-1)接收由計算機(2)通過155 總線(4)送來的實時遙測包， 一路通過L波段發射機(3- 實時傳輸給地面，同時一路送至固態記錄器(3-3)，按照1:1 記錄。在境內，固態記錄器(3- 接收由遙控設備(1- 送來的遙控指令，不再記錄由數傳 信息處理器(3-1)送來的實時遙測包，而是將記錄在固態記錄器(3-3)內的全球延時遙測 包通過X波段發射機(3-4)傳輸給地面。5) 1553B 總線(4)用於向數傳信息處理器(3-1)發送由計算機O)生成的實時遙測包；在可靠性設計上，大容量、多通道、全球1:1遙測採集、存儲及傳輸技術方案，可以 形成以下組合工作模式1)計算機與S波段發射機的實時遙測傳輸模式；2)計算機與S波段發射機的組合遙測傳輸模式(實時遙測幀和延時遙測幀按1 2 編排成組合遙測幀)；3)計算機與數傳信息處理器加L波段發射機的實時遙測傳輸模式；4)計算機、數傳信息處理器與固態記錄器加X波段發射機的延時遙測傳輸模式。顯然，本領域的技術人員可以實施對本發明的大容量、多通道、全球1:1遙測採 集、存儲及傳輸技術方案的遙測傳輸系統，進行各種改動和變形而不脫離本發明的精神和 範圍。這樣，倘若這些修改和變形屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變形在內。
權利要求
1.一種多通道遙測傳輸系統，其特徵在於，該系統包括 星載測控⑴包括星載遙測採集設備(1-1)，採集整星遙測信號；星載遙控設備(1-2)，接收來自地 面的遙控指令，並對遙測程序(2- 及固態記錄器(3- 進行控制； 星載計算機⑵包括生成實時遙測幀、延時遙測幀、組合遙測幀，送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸至地 面；遙測緩存器(2- 用於存放延時遙測幀；將實時遙測幀，轉換成符合CCSDS格式的遙測 包，再通過155 總線(4)發送給數傳信息處理器(3-1)； 星載數傳⑶包括數傳信息處理器(3-1)接收實時遙測包，通過L波段發射機(3-2)實時傳輸給地 面；固態記錄器(3- ，1 1記錄實時遙測包，並通過X波段發射機(3-4)傳輸給地面； 1553B 總線(4)向數傳信息處理器(3-1)發送由星載計算機(2)生成的實時遙測包。
2.如權利要求1所述的多通道遙測傳輸系統，其特徵在於，所述的星載計算機O)，處 理衛星遙測信號按下列步驟進行1)遙測採樣組幀(2-1)對由星載遙測採集設備(1-1)送來的衛星遙測信號，進行採樣、 組幀，生成每0. 5s的實時遙測幀；2)遙測程序(2- 將實時遙測幀調製後送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸至地面；3)遙測程序(2- 根據遙控指令將實時遙測幀，按一定採樣比例轉換成延時遙測幀記 錄至遙測緩存器0-3)，在境內根據遙控指令，將實時遙測幀與延時遙測幀按1 2比例編 排形成組合遙測幀，調製後送S波段應答機(1-3、1-4)傳輸至地面；4)遙測程序(2- 在每0. 的實時遙測幀生成後，通過改變遙測幀的頭部格式，轉換 成符合CCSDS格式的遙測包，再通過155 總線(4)發送給數傳信息處理器(3-1)。
3.如權利要求1所述的多通道遙測傳輸系統，其特徵在於，所述的星載數傳(3)對於由 星載計算機( 通過1553B總線(4)送來的遙測數據包處理按以下步驟進行1)數傳信息處理器(3-1)接收由星載計算機(2)通過155 總線(4)送來的實時遙測 包，並通過L波段發射機(3-2)實時傳輸給地面；2)數傳信息處理器(3-1)將實時遙測包送至固態記錄器(3-3)，按照1 1記錄；3)在境內，固態記錄器(3- 接收由星載遙控設備(1- 送來的遙控指令，不再記錄由 數傳信息處理器(3-1)送來的實時遙測包，並將記錄在固態記錄器(3-3)內的全球延時遙 測包通過X波段發射機(3-4)傳輸給地面。
4.如權利要求1所述的多通道遙測傳輸系統，其特徵在於，可以形成以下組合工作模式1)星載計算機與S波段發射機的衛星實時遙測傳輸模式；2)星載計算機與S波段發射機的衛星組合遙測傳輸模式，即實時遙測幀和延時遙測幀 按12編排成組合遙測幀；3)星載計算機與數傳信息處理器加L波段發射機的衛星實時遙測傳輸模式；4)星載計算機、數傳信息處理器與固態記錄器加X波段發射機的衛星延時遙測傳輸模式。
全文摘要
本發明公開了一種多通道遙測傳輸系統，包括星載測控(1)；星載計算機(2)；星載數傳(3)；1553B總線(4)。本發明借用高速傳輸遙感數據的數傳通道(L頻段和X頻段)下傳，緩解了測控S頻段的下傳壓力，解決現有中低軌遙測系統無法解決大容量遙測數據全球1∶1記錄傳輸的問題。利用本發明，可充分的利用現有射頻鏈路資源，滿足對大容量遙測數據全球1∶1記錄傳輸的需求。
文檔編號G08C19/00GK102142189SQ20101010255
公開日2011年8月3日 申請日期2010年1月29日 優先權日2010年1月29日
發明者劉偉, 朱維, 王珏, 王穎豔 申請人:上海衛星工程研究所