面向未来的微纳卫星测控管理

针对如何根据微纳卫星的技术状态与测控需求特点,以建立对多目标、多体制下卫星的测控管理模式的问题,从系统规划、设备研制、测控网建设等方面进行了有益的研究与分析。主要从卫星使用频率、占用轨道等空间资源的合理分配方面着手,提出了适宜微纳卫星应用与发展的频率和轨道选用建议。再根据微纳卫星的技术特点,提出了采用符合CCSDS(Consultative Committee for Space Data Systems,空间数据系统咨询委员会)规程的数据格式的建议。同时,针对在轨管理,还提出了利用国内外现有有效测控资源的联网合作与商业运作的管理方式。这些观点,有可能对我国微纳卫星进行高效、可靠的测控管理提供借鉴参考。     

载人空间站工程测控通信系统挑战和机遇

针对载人空间站工程对测控通信系统提出的更高测控覆盖率、更高可靠性、长时间连续测控、高数据传输速率、多目标同时测控等需求,提出了采用天地基相融合的测控通信模式,构建以中继卫星系统为主的天基测控通信模式,利用"北斗"卫星导航系统实现自主可控的高精度轨道确定,合理布局和调度地面测控站,提升地面站工程遥测码速率和双目标支持能力,实现减站增效。对天地基测控资源进行一体化考虑,实现按需调度,完成空间站持续高可靠测控通信任务。讨论了测控数传一体化发展思路,建设Ka频段测控站,同时实现测控和高速数据传输。基于IP(互联网协议)开展天地一体化设计,提出了网络化测控的思路。     

民用飞机甚高频通信天线设计

作为民用飞机甚高频(Very High Frequency,以下简称VHF)通信系统的重要组成部分,VHF通信天线不仅辐射和接收电磁波,还要进行能量转换。VHF通信天线的设计直接影响通信中射频能量的分布,进而影响通信质量和飞行安全。简要介绍了VHF通信系统,并在给出VHF通信天线设计要求的基础上,通过工程实例分析了VHF通信天线的设计过程,最后总结了VHF通信天线设计的特点。     

斯瓦尔巴德与特罗姆瑟地面站简介

挪威康斯伯格卫星服务公司下辖两个地面测控站 ,即斯瓦尔巴德站以及特罗姆瑟站 ,两个地面站共有40多位员工 ,5副天线 (工作频段为L、S及X) ,主要提供卫星测控支持、卫星遥感信息接收及处理等业务 ,为欧空局、美国航空航天局等众多国际航天机构提供服务。1　斯瓦尔巴德站斯瓦尔巴德站于 1 977年建成 ,位于北纬 78°1 5′,东经 1 5°80′,地理位置非常优越 ,极轨卫星圈圈可见(每天过境 1 4圈 )。该站由三副天线组成 (两副 1 1m天线 ,一副 1 3m天线 ) ,工作频段为S和X ,其中一副1 1m天线为美国航空航天局专用 ,可从特罗姆瑟站遥控操作。1 .1…     

中继卫星S频段多址系统应用服务模式

通过深入分析TDRSS(Tracking and Data Relay Satellite System,跟踪与数据中继卫星系统)多址业务的主要能力、业务类型以及服务对象,概括总结出了TDRSS多址业务的2种应用服务模式,即周计划模式和按需接入模式。在此基础之上,设计了我国中继卫星SMA(S-band Multiple Access,S频段多址系统)的预分配服务模式、周计划服务模式和按需接入服务模式等3种应用服务模式。针对这些,建议:低速测控及数传需求的用户平台在安装S频段中继终端时,考虑兼容S频段单址和多址业务;用户中心S频段低速测控及数传服务尽可能使用SMA;用户在单独使用返向SMA资源时,必须确保中继终端处于开机状态,并指向中继卫星。     

导航辅助下基于LAS码的天基多目标测控

中继卫星的天基测控是解决中低轨道航天器大范围、长时间、多目标测控的有效途径,但用户星到中继卫星的时延误差、多普勒频移校正误差等参数会对多目标测控带来干扰。针对该问题,首先分析了定位误差引起的时延误差、多普勒频移校正误差等因素,设计了天基多目标前向链路遥控SMA(S-band Multiple Access,S频段多址)信号形式和反向遥测链路SMA信号形式,选择与时延校正误差相匹配的LAS(Large Area Synchronous,大区域同步)码作为反向遥测信息的扩频码,建立了导航辅助的终端时延和频率预校正方案模型,可以有效消除多用户干扰。仿真表明,当Eb/N0≥10.5dB时,前向遥控信息误码率pe≤1×10~(-6),反向遥测信息误码率pe≤1×10~(-6),使用LAS码比Gold序列约有2dB性能改善,为基于我国天链卫星的中低轨道卫星稳定运行、载人航天交会对接以及后续空间站建设等任务的测控提供重要参考。     

卫星早期轨道任务中测控站跟踪异常的应急处理

早期轨道任务中快速捕获目标是卫星测控站的重要任务之一，本文以北京国际海事卫星测控站10多年来执行卫星发射测控任务的实践经验为基础，深入分析了卫星早期轨道任务中几类异常跟踪情况产生的原因，并给出了应急处理对策和方法。     

卫星测控站站点设置的基本原理分析与探讨

针对卫星发射和运行过程中,如何设置测控站以实现全程跟踪的问题进行了分析。对所有测控站与卫星运行轨道共面的情况进行研究,采用相邻站点测控区域相切的思想,获得了对卫星全程跟踪所需最少测控站数目的函数关系式。针对卫星高度为300、1000、2000km三种情况分别进行求解,结果需要设置的最少测控站数目依次为13、7、5。     

编队飞行卫星群的测控方法探讨

针对编队飞行卫星群的特点,提出依靠地面测控站和主参考星间的测控(TT＆C)链路实现多星同时测控,对星载自主外测和星间通信两大重点技术进行了一定的探讨。     

深空通信Ka频段数传发射机的研究

针对我国今后深空探测任务的发展需求,提出了应用于深空通信的Ka频段数传发射机技术设计方案,给出了整机关键输出特性结果。采用一体化设计和数字化技术,Ka频段数传发射机实现了轻小型化和高效率。基于CCSDS(空间数据系统咨询委员会)的相关建议标准,信道编码采用级联纠错编码技术和低、中、高速率数传码分段对应选择PCM/BPSK/PM(脉冲编码调制/二相相移键控/调相)、NRZ/BPSK(非归零/二相相移键控)和SRRCQPSK(平方根升余弦-四相相移键控)的数据调制模式。Ka频段发射机采用KaSSPA(Ka频段固态功率放大器)实现了在31.84 GHz中心频率输出信号功率大于2.0 W,QPSK(四相相移键控)调制时支持最大码率2 Mbit/s。     

电离层色散对DS/FH-BPSK信号解调性能影响

相位连续的DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping,直接序列/跳频)扩频信号的扩频带宽比直扩信号更宽,在电离层的非线性相位以及跳频频点变化这两者的共同作用下,该信号的BPSK(Binary Phase Shift Keying,二相相移键控)解调性能明显恶化。依据随机变量概率分布的数学规律,推导得到了在背景电离层色散条件和跳频频点均匀分布前提下,某种DS/FH卫星测控信号的引导信号和长周期信号BPSK误码率的变化规律,并在特定信号参数条件下进行了误码率仿真。     

哥达德航天中心天基、地基测控网的Ka频段过渡计划

1　工作于Ka频段的驱动因素NASA天基测控网 (SN)目前通过TDRSS卫星和白沙设施 (WSC)的地面设备以S和Ku频段为各种近地轨道科学卫星提供通信服务。同样 ,NASA地基测控网 (GN)利用分布于全球的地面站通过直接对地的S和X频段为科学卫星提供通信服务。按NASA预测许多科学卫星提出的测控需求 ,需要 1Gbit/s或更高的数传速率 ,这些快速上升的数据吞吐速率不可能以现用的Ku和X频段来满足。此外 ,NASA分配给TDRSSKu频段前、返向链路频率在国际电信联盟 (ITU)只是二级用户 ,固定卫星业务 (主用户 )地球站地球 -空间方向的发射会给…     

深空测控站无线电干扰保护门限分析

由于深空测控站具有天线口径大、工作频段多、接收灵敏度高、辐射功率大、工作时间长等特殊性,与一般地球卫星测控站选址相比,必须对站址周围电磁环境、地质、水文气象等方面提出更高的要求。本文在对国外深空测控站选址要求进行研究的基础上,以类似白高斯噪声(WGN)的干扰信号为分析对象,探讨了深空测控站无线电干扰保护门限的计算方法。     

美国LMAC公司计划利用通信卫星进行近距空中支援

据报道,洛克希德·马丁航空公司(LMAC)计划对与铱商用卫星系统联接的一种商用货架产品(COTS)处理器进行测试,以验证在超视距通信环境中近距空中支援(CAS)的可行性。该项试验是LMAC公司考察采用COTS技术改进战术任务可行性的研发计划的一部分。LMAC公司将提供一种改进的软件,使VHF/UHF无线电与铱卫星的消息互换,它也可以与全球星和瑟拉亚(Thuraya)卫星网络交联工作。     

挪威航天测控活动特点简述

应中国卫星发射测控系统部的邀请 ,挪威康斯伯格卫星服务公司副总裁傅雷德里克·兰德马克先生2 0 0 2年 1 0月初来华访问 ,与中国卫星发射测控系统部主管航天测控的部门进行了工作会晤并参观了北京海事卫星测控站。在会晤以及其它活动中 ,兰德马克先生饶有兴趣地介绍了挪威开展航天测控活动的一些情况。我们根据兰德马克先生的介绍并参考有关材料 ,对挪威航天测控活动的特点进行了分析 ,并对我国的航天测控管理提出了一些粗浅的想法和建议。1　挪威开展航天测控活动的特点1 .1　政府指导思想明确 ,大力发展航天事业为了进一步发展和管理挪威…     

天地测控资源使用效率分析

相比地基测控站,以中继卫星为代表的天基测控资源,对于近地卫星跟踪任务具备极大的优势。本文分析了近地卫星的跟踪特点,分析了天地测控资源本身的使用能力,采用通用的资源分配软件模拟计算天基、地基资源对低轨星群的跟踪能力和效率,提出了适合测控资源的任务比例,作为测控资源分配时的参考。     

基于AHP的DS/FH混合扩频测控系统抗干扰效能评价

针对DS/FH(Direct Sequence/Frequency Hopping,直扩/跳频)混合扩频测控系统抗干扰问题,提出一种效能评价方法.基于任务需求,构建系统抗干扰效能评估指标体系;将三角模糊数、指数标度和层次分析法相结合,提出一种改进的TFN-AHP(Triangular Fuzzy Number-Analytic Hierarchy Process,三角模糊数-层次分析法),提高了较小指标的区分度,剔除了极端数据,最大限度发挥专家的经验知识,实现了指标赋权的客观程度,最后通过AHP对不同设备系统关于指标体系判断矩阵的确定、一致性检验和层次总排序,实现了系统抗干扰效能的评价和选择.分析结果表明,该评价方法能够实现不同设备的抗干扰效能评估,有助于用户对设备的选择.     

用户星中继终端在轨应用策略

在介绍在轨用户星中继终端的分类、功能和使用现状的基础上,重点对用户星中继终端多约束条件进行了梳理分析。为缓解常态化应急测控带来的资源紧张矛盾,提出了用户星中继终端在轨应用策略,即Ka/S模式下影随测控,小S模式下定时捕获。针对Ka+小S模式下实现影随测控的可行性问题,利用STK(Satellite Tool Kit,卫星开发工具包)软件进行了仿真计算分析,结果表明:为实现影随测控,满足测控快速响应需要,要求星载S频段中继测控天线对中继卫星的覆盖范围,应大于星载中继数传天线对中继卫星的覆盖范围。     

地面站远程监控系统的设计与实现

以国际某全球卫星测控网络为例,介绍了测控网与卫星测控地面站远程监控体制的设计与实现,包括通信链路、控制中心以及测控站远程监控网络的设计,为国内测控网全网IP化改造提供了一个有效的范例。     

卫星MEMS热控系统的动态特性及自主控制策略

在卫星热控系统中将高效冷却技术与系统层次的智能控制策略相结合是完成航天热控任务的理想候选方案。针对一种基于微机电系统(MEMS)的微槽道换热器和微百叶窗在卫星主动热控系统中应用的方案,应用集总参数法建立了受控对象的系统动态响应模型;提出了一种引入外热流协调因子和专家智能整定比例-积分-微分(PID)控制相结合的自主温度控制策略;完成了其在纳卫星上应用效果的仿真研究。仿真结果表明:自主温度控制策略能够根据当前的控制局势及变化趋势对多个被控量进行自主协调,不但能够有效满足星载电子设备的苛刻温控要求,同时也是实现卫星高度自主飞行的关键技术之一;该温度控制策略同样适用于其他控制场合。