双超卫星舱间数据传输系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术提供了一种非接触双超卫星舱间数据传输系统及其运行方法，测控子系统的一体化应答机支持对地测控和对中继测控，对地和对中继采用不同频率、载荷舱和平台舱采用不同伪码的工作方式。数传分系统数据综合处理器接收相机载荷的高速数据，根据卫星是否在境内或与中继卫星的可视弧断内，选择实时通过无线传输至平台舱后进行数据传输，或经存储后从存储器回放至平台舱后再进行数据传输。星间通信应答机采用星间非相干直接序列扩频通信体制的调制方式，工作在S频段，双工模式，两舱之间的星间通信应答机采用异频、异码方式。本发明专利技术中载荷舱与平台舱非接触方式进行通信，解决了大挠性结构和活动部件振动引起的干扰和颤振问题；提高了星间以及对地、对中继的通信效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航天
，具体地，涉及一种非接触双超卫星舱间数据传输系统及其运行方法。
技术介绍
传统卫星采用载荷舱与平台舱固连、载荷舱从动平台舱的结构，难以解决大挠性结构和活动部件振动引起的干扰和颤振问题。主从式非接触双超卫星平台打破传统卫星载荷舱与平台舱固连设计思路，采用动静隔离非接触、主从解耦高精度的全新设计方法，可从根本上解决载荷指向精度与稳定度难以大幅提升的重大难题。由于两舱之间非接触，主从式非接触双超卫星的测控数传问题不同于传统固联式卫星，具有如下特点：(1)载荷舱、平台舱分别接收地面测控站上行测距帧信息，协同地面测控站完成卫星的测距、测速、测角，共同完成对卫星的跟踪测轨；(2)载荷舱、平台舱分别接收地面测控站上行或经中继转发的遥控指令和上注数据，进行解扩、解调，同时对下行整星遥测进行扩频、调制后，直接对地下行传输或经中继卫星转发，协同地面系统完成卫星的测控功能；(3)实时接收载荷舱的载荷数据，对数据流进行压缩、存储、格式编排、编码、调制等处理，通过平台舱无线转发至地面站实现载荷数据星地传输，或通过平台舱无线转发至中继卫星实现载荷数据星星地传输；(4)提供载荷舱、平台舱之间无线星间通信信道，实现载荷舱与平台舱之间遥控遥测类数据的实时交互。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种非接触双超卫星舱间数据传输系统及其运行方法。根据本专利技术提供的非接触双超卫星舱间数据传输系统，包括安装在载荷舱上的载荷舱测控子系统、载荷舱数传子系统以及载荷舱星间通信子系统，安装在平台舱上的平台舱测控子系统、平台舱数传子系统以及平台舱星间通信子系统；载荷舱测控子系统和平台舱测控子系统，用于配合地面站共同完成卫星的多项任务，所述任务包括遥测、遥控、测距、测速、测角任务；或者用于与中继星建立双向测控信道，完成卫星的遥测、遥控任务；所述载荷舱数传子系统，用于接收卫星相机的载荷数据，并载荷数据进行处理后转发至平台舱数传子系统；所述平台舱数传子系统，用于将接收到的经处理的载荷数据作进一步处理后转发至地面站或者中继星；载荷舱星间通信子系统和平台舱星间通信子系统，用于实现载荷舱与平台舱之间的数据传输。优选地，载荷舱测控子系统和平台舱测控子系统分别包括：一体化应答机、对地面测控天线、对天测控天线、天线网络、中继测控接收天线、中继测控发射天线以及中继测控固放；所述中继测控接收天线接收中继站的信号后传输至一体化应答机，由一体化应答机处理后依次通过相应的中继收发通道、中继测控固放、中继测控发射天线发馈至中继站；或者由一体化应答机处理后依次通过相应的对地收发通道、天线网络、测控天线发送至地面站。优选地，所述载荷舱数传子系统包括：数据综合处理器、编码调制器、载荷舱发射天线；其中，数据综合处理器对载荷数据进行压缩、格式编排、加扰处理后传输至编码调制器完成编码、调制、上变频操作并生成对应的射频信号，所述载荷舱发射天线将该射频信号转换为无线信号后发送至平台舱数传子系统；此外，数据综合处理器还能够根据实际需求对载荷数据进行存储处理、加密处理；所述平台舱数传子系统包括：平台舱接收天线、第一对地透明转发器、第二对地透明转发器、对地数传天线以及对中继数传天线；平台舱接收天线接收由载荷舱数传子系统发出的无线信号后进行去噪、变频、放大处理，并分别发送给第一对地透明转发器、第二对地透明转发器；所述第一对地透明转发器将接收的信号发送至对地数传天线；所述第二对地透明转发器将接收的信号发送至对中继数传天线。优选地，载荷舱星间通信子系统和平台舱星间通信子系统分别包括：星间通信应答机和星间通信天线；载荷舱星间通信天线和平台舱星间通信天线分别包括：接收天线和发射天线，用于收发载荷舱和平台舱之间的数据；载荷舱的星间通信应答机用于对载荷舱的数据进行扩频、调制处理后通过对应的星间通信天线中的发射天线发送至平台舱；或者对接收平台舱星间通信子系统发送的数据进行解扩、解调处理；平台舱的星间通信应答机用于对平台舱星间通信天线中的接收天线所接收的数据进行解扩、解调后形成PCM数据；或者对平台舱的数据进行扩频、调制处理后通过对应的星间通信天线中的发射天线发送至载荷舱。根据本专利技术提供的非接触双超卫星舱间数据传输系统的运行方法，应用于上述的非接触双超卫星舱间数据传输系统，包括如下步骤：测控步骤：实现对地测控或者对中继测控，当卫星运行到地面测控站可见弧段时，与地面站共同完成卫星的遥测、遥控、测距、测速、测角任务；当卫星运行在中继星的可见弧段时，与中继星建立双向测控信道，完成卫星的遥测、遥控任务；星间数据传输步骤：对载荷舱星间通信子系统与平台舱星间通信子系统进行匹配，实现载荷舱与平台舱之间的数据传输。优选地，所述测控步骤中，载荷舱与地面测控站、中继测控站的测控信道频率不同；平台舱与地面测控站、中继测控站的测控信道频率不同；载荷舱与地面测控站以及平台舱与地面测控站的测控信道频率相同，伪码不同，即同频异码方式。优选地，所述星间数据传输步骤中，载荷舱星间通信子系统和平台舱星间通信子系统采用星间非相干直接序列扩频通信体制的调制方式，工作在S频段，双工模式，载荷舱与平台舱两舱之间的星间通信应答机采用异频、异码方式。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、本专利技术中提供的系统使得卫星载荷舱、平台舱分别接收地面测控站上行测距帧信息，协同地面测控站完成卫星的测距、测速、测角，共同完成对卫星的跟踪测轨；解决大挠性结构和活动部件振动引起的干扰和颤振问题。2、本专利技术中提供的方法能够实时接收载荷舱的载荷数据，对数据流进行压缩、存储、格式编排、编码、调制等处理，通过平台舱无线转发至地面站实现载荷数据星地传输，或通过平台舱无线转发至中继卫星实现载荷数据星星地传输；提供载荷舱、平台舱之间无线星间通信信道，实现载荷舱与平台舱之间遥控遥测类数据的实时交互，提高了信息传输的效率。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为非接触双超卫星舱间数据传输系统原理结构示意图。图中：1-一体化应答机；2-对地面测控天线；3-对天面测控天线；4-天线网络；5-中继测控接收天线；6-中继测控发射天线；7-中继测控固放；8-星间通信应答机；9-星间通信天线；10-数据综合处理；11-编码调制器；12-载荷舱发射天线；13-平台舱接收天线；14-第一对地透明转发器；15-第二对地透明转发器；16-对地数传天线；17-对中继数传天线。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。根据本专利技术提供的非接触双超卫星舱间数据传输系统包括：包括安装在载荷舱上的载荷舱测控子系统、载荷舱数传子系统以及载荷舱星间通信子系统，安装在平台舱上的平台舱测控子系统、平台舱数传子系统以及平台舱星间通信子系统；载荷舱测控子系统和平台舱测控子系统包括：一体化应答机、对地面测控天线、对天测控天线、天线网络、中继测控接收天线、中继测控发射天线以及中继测控固放；测控子系统的一体化应答机支持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触双超卫星舱间数据传输系统，其特征在于，包括安装在载荷舱上的载荷舱测控子系统、载荷舱数传子系统以及载荷舱星间通信子系统，安装在平台舱上的平台舱测控子系统、平台舱数传子系统以及平台舱星间通信子系统；载荷舱测控子系统和平台舱测控子系统，用于配合地面站共同完成卫星的多项任务，所述任务包括遥测、遥控、测距、测速、测角任务；或者用于与中继星建立双向测控信道，完成卫星的遥测、遥控任务；所述载荷舱数传子系统，用于接收卫星相机的载荷数据，并载荷数据进行处理后转发至平台舱数传子系统；所述平台舱数传子系统，用于将接收到的经处理的载荷数据作进一步处理后转发至地面站或者中继星；载荷舱星间通信子系统和平台舱星间通信子系统，用于实现载荷舱与平台舱之间的数据传输。

【技术特征摘要】
1.一种非接触双超卫星舱间数据传输系统，其特征在于，包括安装在载荷舱上的载荷舱测控子系统、载荷舱数传子系统以及载荷舱星间通信子系统，安装在平台舱上的平台舱测控子系统、平台舱数传子系统以及平台舱星间通信子系统；载荷舱测控子系统和平台舱测控子系统，用于配合地面站共同完成卫星的多项任务，所述任务包括遥测、遥控、测距、测速、测角任务；或者用于与中继星建立双向测控信道，完成卫星的遥测、遥控任务；所述载荷舱数传子系统，用于接收卫星相机的载荷数据，并载荷数据进行处理后转发至平台舱数传子系统；所述平台舱数传子系统，用于将接收到的经处理的载荷数据作进一步处理后转发至地面站或者中继星；载荷舱星间通信子系统和平台舱星间通信子系统，用于实现载荷舱与平台舱之间的数据传输。2.根据权利要求1所述的非接触双超卫星舱间数据传输系统，其特征在于，载荷舱测控子系统和平台舱测控子系统分别包括：一体化应答机、对地面测控天线、对天测控天线、天线网络、中继测控接收天线、中继测控发射天线以及中继测控固放；所述中继测控接收天线接收中继站的信号后传输至一体化应答机，由一体化应答机处理后依次通过相应的中继收发通道、中继测控固放、中继测控发射天线发馈至中继站；或者由一体化应答机处理后依次通过相应的对地收发通道、天线网络、测控天线发送至地面站。3.根据权利要求1所述的非接触双超卫星舱间数据传输系统，其特征在于，所述载荷舱数传子系统包括：数据综合处理器、编码调制器、载荷舱发射天线；其中，数据综合处理器对载荷数据进行压缩、格式编排、加扰处理后传输至编码调制器完成编码、调制、上变频操作并生成对应的射频信号，所述载荷舱发射天线将该射频信号转换为无线信号后发送至平台舱数传子系统；此外，数据综合处理器还能够根据实际需求对载荷数据进行存储处理、加密处理；所述平台舱数传子系统包括：平台舱接收天线、第一对地透明转发器、第二对地透明转发器、对地数传天线以及对中继数传天线；平台舱接收天线接收由载荷舱数传子系统发出的无线信号后进行去噪、变频、放大处理，并分别发送给第一对地透明转发器、第二对地透...

【专利技术属性】
技术研发人员：马晶晶，孙凯鹏，徐实学，赵洪波，廖鹤，赵艳彬，毕振瀚，唐忠兴，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31