航天器TDRSS中继终端入网验证初探

针对国内外航天系统的现状,介绍了NASA航天器TDRSS系统的应用情况和中继终端入网验证技术。在此基础上,面向航天器测控的发展方向,从综合利用中继终端入网验证设施、分析中继终端入网验证流程和管理体制方面,探讨了未来我国航天器TDRSS中继终端入网验证的设想。     

高能电子对地球同步轨道卫星的影响分析

为了厘清在轨GEO(Geosynchronous Earth Orbit,地球同步轨道)卫星不时出现异常的原因,提高卫星执行任务的可靠性,首先从机理上介绍了空间环境中的地球辐射带及高能电子的情况,引出GEO卫星所处恶劣空间环境的现实;其次基于我国SEPC(Space Environment Prediction Center,国家空间环境预报中心)以及NSMC(National Satellite Meteorological Center,国家卫星气象中心)的空间环境月报资料,结合某GEO环境业务卫星故障的实际数据,经统计归纳,分析得出了地球辐射带中的高能电子是导致GEO卫星发生故障的主要原因;最后按照事例技术分析、常规按需预报和特殊情况下的实时预报等3个层次对高能电子预报方法进行了初步探讨。通过分析可以看出,为提高卫星完成任务的可靠性、降低长期管理风险,需要加强GEO卫星所处空间环境高能电子的预报工作。     

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。     

遥测振动参数处理的计算机辅助选段

采用振动幅值选段加时间选段得到处理段。用被判数据段的子样方差来描述振动信号的振动强度,设置一个合适的子样方差门限。子样方差大于该门限的数据段就可作为振动强度较大的数据段选出。为防止产生伪处理段,研究了伪处理段和信号段在数据上的区别。发现信号段功率谱间的相关性较强。提供了振动幅值选段的总框图。把振动幅值选段和时间选段结合在一起,编写了计算辅助选段程序。结果表明,选段时间在10分钟内,所选段与人工选段基本吻合。     

PIC检测器解析表达式的偏差修正

由于传统PIC(Parallel Interference Canceller,并行干扰消除)检测器性能分析公式存在偏差,导致与仿真结果有一定的差异,不能准确反映系统性能。在对传统PIC检测器性能表达式和推导过程存在的偏差进行分析的基础上,通过公式推导,得到更为精确的PIC检测器任一级的误码率性能解析表达式。通过数值计算,偏差修正后的解析表达式对误码率估计的准确度比修正前提高了1个数量级,与仿真结果更为接近,并且干扰消除的级数越多效果越好。研究结果表明,修正后的PIC解析表达式是有效的。     

在我国载人航天初期使用分包遥测的可行性

分包遥测有信道利用率高，对用户适应性强等特点。它是未来航天测控系统中遥测体制发展的方向。但它结构复杂，对信道质量要求高，冗余信息多，需要一定的条件。文中指出，我国采用ＣＣＳＤＳ分包遥测尚存在下列问题：高水平的测控设备和网络；经济实力和技术水平；增加数据处理的工作量；地面通信网难以支持；标准配套基础差。建议先做一些预研，为将来使用打下基础。     

我国中继卫星系统在交会对接任务中的应用

我国中继卫星系统在交会对接任务中得到了成功应用,显著提升了测控通信覆盖率,充分体现了中继卫星系统在交会对接任务测控通信中发挥的重要作用.结合中继卫星系统特点,分析交会对接任务对中继卫星系统的任务需求;探讨了中继卫星捕获跟踪用户目标、对用户目标测定轨、着陆场直升机缝隙通信等关键技术;最后总结了中继卫星系统抗雨衰影响、多目标支持能力、应急支持能力等方面的经验做法,并提出了后续改进和完善的建议.     

中继卫星系统按需接入业务应用模式研究

DAS(按需接入业务)作为一种新兴业务,不但扩展了美国TDRSS(跟踪与数据中继卫星系统)的多址返向能力,而且还采用模块化的体系结构,为未来的空间网络互联提供了支撑。根据规划,我国未来的中继卫星系统也将提供按需接入业务。因此,在简要介绍TDRSS DAS概念与体系结构,并对其用户分类、返向波束工作方式、典型操作场景、服务模式进行分析的基础上,总结出6种DAS应用模式:1)航天器用户+随机接入+动态波束跟踪方式+任意TDRS或全TDRS服务模式;2)航天器用户+非随机接入+动态波束跟踪方式+特定TDRS服务模式;3)航天器用户+非随机接入+动态波束跟踪方式+任意TDRS或全TDRS服务模式;4)非航天器用户+随机接入+静态波束组合方式+特定TDRS服务模式;5)非航天器用户+随机接入+动态波束跟踪方式+任意TDRS或全TDRS服务模式;6)非航天器用户+非随机接入+动态波束跟踪方式+特定TDRS服务模式,以期能对我国未来中继卫星系统S频段多址业务的应用提供技术支撑。     

支持航天器全时监控的中继卫星全景波束技术

针对中低轨航天器监控全时全域覆盖的特点，提出一种采用中继卫星多址返向全景波束联合相扫前向波束支持航天器在轨全时监控的模式。对该模式涉及的全景波束技术进行了仿真分析比较。结果表明，选用数字波束形成技术和1.5 dB交叠的波束构型形成全景波束，设计新的短报文和连续业务数据传输协议，分别用于航天器自身健康信息汇报和常规管控，链路预算余量高于3 dB，单颗中继卫星可服务不少于1000个短报文用户。为下一步全景波束演示验证试验和工程应用提供了参考依据。     

遥测系统中的旋转头磁记录器

旋转头磁记录器的数据存贮容量比纵向磁记录器的大得多,且具备一系列优点。文中简介19mm 旋转头磁记录器。它能满足数据存贮容量的要求,又能在恶劣的环境中工作。文中讨论其接口。主要的数据 I/O 接口是8位宽的单通串行口,此外,还有2个附加口,分别提供高速率的串行码和16位宽字。当多数据源被记录/重放时,为了和记录器连接,必须设置接口/多路调制器/解调器。文中介绍了三个配置实例,并简介各方案的特点。结果表明,旋转头磁记录器和多路调制器/解调器结合起来,为遥测系统提供了更大的存贮容量。