航天器测控与通信分系统自主健康管理方法

目前,大多数航天器的测控与通信分系统的自主健康管理功能局限于物理层设计,缺乏基于分层结构的系统设计,难以适应特殊工况。针对航天器长期在轨自主飞行对测控与通信分系统的需求,提出一种分层结构的自主健康管理方法,分别从物理层、数据链路层和应用层进行设计。物理层从“看门狗”和回读重配置2个方面开展设计;数据链路层完成基于射频链路的自主检测设计;应用层分别完成导航接收机自主健康监测、航天器掉电恢复后自主建链和发射机的自动功率控制策略设计。该方法在地面测试及在轨飞行中的验证结果表明:它能分别从物理层、数据链路层和应用层实现航天器测控与通信分系统的自主健康管理功能,适应航天器长期在轨自主飞行的需求及特殊工况。

高轨移动通信卫星系统支持低轨航天器测控应用研究

随着商业航天的不断发展,在轨航天器数量大幅增加,这对航天器测控提出了更高的要求,呈现出管理航天器数量多、实时性要求高、测控资源调度响应快等特点。如果采用地基测控方式,则需要建设遍布全球、数量众多的地面测控站,不仅建设投资高,同时支持目标数量有限,且测控资源调度使用不灵活,并不能解决海量低轨航天器在轨测控资源缺乏的难题。如果采用基于中继卫星系统的天基测控方式,其多址能力有限,以美国“跟踪与数据中继卫星系统”(TDRSS)为例,单星最多形成6个返向波束和2个前向波束,很难满足大量低轨航天器随机接入和并行服务的需求。

航天扩频测控通信系统中伪码测距方法及精度分析

介绍了扩频测控通信系统中相参伪码测距与非相参伪码测距工作原理,证明在确保星地距离数据采样时刻严格对齐的情况下,两种体制的测距系统误差大小相同,同时给出了伪码测距误差的分析方法。

航天扩频测控通信系统的系统捕获

介绍了微波统一测控系统的捕获方法,同时提出了扩频测控通信系统在系统捕获中的新问题,给出了建立在扩频信号快速捕获基础上的扩频测控通信系统的系统捕获新方法。

航天测控通信系统可靠性分析的Krylov子空间投影算法

基于Markov模型对航天测控通信系统进行可靠性分析的过程中,若系统中测控通信设备数量较多,模型中的状态空间随设备数量呈指数增长,将会导致数值计算困难。提出了一种基于Krylov子空间技术的可靠性分析方法,将大规模问题投影至小规模子空间中,求得问题的近似解。实验结果证明,Krylov子空间方法的计算速度及精度优于Ross方法和前向Euler法(forward Euler method,FEM)。

载人航天测控通信系统

在原有卫星测控网的基础上规划设计的载人航天测控通信系统与国际标准接轨,通过国内外的地面测控站和遍布三大洋的四艘远洋测量船保证了地面与飞船的测量控制和通信,实现了多项关键技术突破。它不仅能满足载人航天任务的高可靠、高精度、高覆盖、高速率的需要,还能同时为30颗以上卫星提供测控通信支持,这标志着我国自主发展的航天测控通信技术达到了世界先进水平。

航天测控通信系统可靠性分析的改进Krylov投影算法

基于Markov模型对航天测控通信系统进行可靠性分析的过程中,若系统中测控通信设备数量较多,模型中的状态空间随设备数量呈指数增长,将会导致数值计算困难。提出了一种基于改进Krylov子空间技术的可靠性分析方法,该方法利用Arnoldi过程构造正交基,并采用了类似于常微分方程求解的差分递推形式。分析了算法的局部截断误差,提出了算法迭代步长的计算公式。实验结果证明,改进的Krylov子空间方法简化了问题复杂度,提高了测控通信系统的可靠性分析效率和精度。

航天测控通信系统任务可靠性分配研究

阐述了航天测控通信系统的构成及其测控任务,在分析了航天测控通信系统任务可靠性分配基本理论和测控资源的可靠性指标的基础上,构建了航天测控通信系统任务可靠性分配模型。最后,设计了模型求解的粒子群优化算法思路和流程,并通过具体算例验证了任务可靠性分配算法的有效性和可行性。

航天测控通信系统多业务传送设备(SMSTP)技术

航天测控通信系统是完成运载火箭、航天器跟踪测轨、遥测信号接收与处理、遥控信号发送任务的综合电子系统，包括指挥通信、数据传输、天地通信、时间同步、实况电视监视及传输、语音通信、帧中继交换等子系统。由于地球曲率的影响，以无线电微波传播为基础的测控系统，用一个地点的地面站不可能实现对运载火箭，航天器进行全航程观测，需要用分布在不同地点的多个地面站“接力”连接才能完成测控任务。

航天测控通信系统综合基带中频接收单元数字化方案

本文论述了利用DSP处理器和FPGA完成 70MHz卫星下行信号的载波捕获与跟踪、多普勒提取、遥测和测距信号的解调 ,从而实现了中频接收单元的数字化、软件化 ,提高了系统的精度 。

多载波CDMA技术在航天测控通信系统中的应用

针对传统航天测控通信系统在测距精度、数据传输速率和抗干扰等方面的不足 ,将多载波码分多路存取 (MC CDMA)应用于航天测控通信系统。该方法不仅可以使测距精度达到数米 ,数据传输速率达到几十兆字节每秒 ,而且还具有抗干扰能力强。

载人航天器测控与通信分系统安全工作模式设计

从载人航天器测控与通信分系统链路资源出发,提出了基于地面S频段测控及导航信号接收链路全向覆盖,宽波束中继链路自主组阵,窄波束中继天线自主跟踪的测控与通信分系统安全工作模式,确保任何情况下测控通信链路都能够稳定建立,特别是在载人航天器出现异常掉电又恢复后,测控与通信分系统能够自动恢复高、低速天地链路,确保载人航天器安全工作。该模式设计经过地面测试验证和在轨飞行验证,既能够满足正常飞行时链路余量大于3dB的要求,又有效减少了紧急情况下载人航天器对地面的依赖,取得了良好的在轨应用效果。

测控与通信分系统:拍摄航天员太空行走的英姿

神舟七号飞船载人航天飞行任务要完成航天员出舱行走的壮举,这是中国人第一次触摸到舱外的世界,也是中国在载人航天领域取得的又一重大技术突破。如何才能保证航天员在飞船舱外复杂的通信环境下能够完成与舱内航天员和地面支持人员的紧密联系,如何才能将这个辉煌的时刻记录下来并传递给全世界,如何才能充分展示中国航天员在太空行走的壮丽景象?神舟七号飞船测控与通信分系统为我们解决了这个问题。

航天测控技术知识系列介绍之六:耳朵、眼睛和神经——漫话航天测控通信系统

毛泽东曾形象地把通信誉为“科学的千里眼、顺风耳”。作战中,通信是协调指挥各种作战力量,夺取胜利的重要保障手段;在导弹航天试验中,通信技术是关键的技术基础,航天测控通信系统是试验场的三大支柱之一。

于志坚与中国载人航天测控通信系统

谈到航天载人工程测控通信系统，于志坚有很经典的“放风筝论”。“航天器好比是一只风筝，测控通信系统中遍布国内外的测控站和分布三大洋的远洋测量船就是牵住风筝的那根线，地面控制系统就像放风筝的人，通过这条看不见的‘线’，我们可以对航天器的高低等各种状态进行实时控制，确保不让它像一只断线的风筝那样失去控制”。

巧揽神舟游九霄——载人航天工程测控通信系统探密

又是一个金色的秋天,中国再一次迎来了神舟号飞船遨游九霄的激动人心的时刻。 当火箭烈焰腾飞的那一瞬,当航天员出舱活动的那30分钟,当飞船平稳而悠游地沿着既定轨道运行,当图像一帧帧传送到飞控中心的大屏幕上，当飞船进行一系列姿态调整，我们大概很少知道，有一条看不见的信息通道，为天地之间架起了一座桥梁。这就是测控通信系统，它支持和保障着神舟号飞船的升空、运行和回收。

测控通信系统综合基带设备的发展和应用

本文介绍了综合基带设备的国内外发展概况和当前国内研制生产的通用性综合基带设备的功能、组成和特点 ,从综合基带的通用性和可重组性出发 ,结合未来用户需求对综合基带的技术发展及应用前景进行了阐述。

航天扩频测控系统中非相干伪码测距跳值问题分析及对策

介绍了扩频测控系统中非相干伪码测距的原理,针对航天测量船在海上校飞过程中出现的非相干伪码测距跳值问题进行了分析与研究,并从测量船测控设备软件和参数设置等方面提出了解决措施。

载人航天USB测控系统及其关键技术

总结了载人航天USB测控系统的综合化、高可靠性、高测轨精度、抗组合干扰、数字化、大动态控制、目标快速捕获、极化分集接收等关键技术,以及为解决这些关键而采取的技术措施,包括:统一载波信号设计,“五合一”数字载波环,数字测速和测距,随扫斜率判决,高线性调制/解调,FM极化合成跟踪等。经过我国载人航天工程实践的验证,USB测控系统是成功的,其综合性能达到了当时的国际先进水平。