美国航空航天局地基测控网述评

美国航空航天局(NASA)拥有用于不同用途的三种航天测控网,即地基网、天基网和深空网。其中地基网采取用户驱动方式,可为各种低地球轨道(LEO)、地球同步轨道(GEO)、高椭圆轨道、亚轨道以及发射轨道等多类不同任务用户提供覆盖任务生命周期的多频段遥测、遥控和跟踪服务。     

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。     

S频段星载相控阵天线在轨标校技术

针对星载相控阵天线在轨标校技术,重点研究了S频段星载相控阵天线标校方法,论证了标校站的数量及配置要求,同时分析了标校时间和标校流程,从而提出了使用1个标校站进行粗略标校,然后再使用3个标校站进行精确标校,即改进的粗略标校+精确标校的在轨标校方法。在保证标校精度的同时,使标校站天线口径从3个7m天线降低为1个7m天线和2个0.5m天线,大大降低了系统对标校站的建设要求。当相控阵天线波束合成损失大于1dB,系统可采用单站粗略标校+三站精确标校的改进算法进行天线标校;当相控阵天线波束合成损失在1dB以内,系统可省略单站粗略标校过程直接进行三站精确标校。     

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。