A libration point is based on the earth's backbone network, communication monitoring and control system for the top communication to arrange the communication space in some special libration points of the station and built in some natural objects on the station as the backbone nodes, with the layout in other position of the spacecraft and built in some natural celestial Communications monitoring station on the auxiliary node, communication control network composed of nodes; space-based monitoring station through the earth communication system to guide positioning and autonomous celestial positioning combined with improved positioning accuracy; establish information exchange links between nodes, supports multiple users, integrated services, dynamic data transmission, support and ground system interoperability and mutual support; block transfer, relay reasonable control, play their respective advantages, space station foundation, reduce the distance is too far down, control accuracy caused by excessive delay. Using low energy transfer track, saving energy, improving efficiency, improving accuracy, saving energy and enhancing environmental protection.
【技术实现步骤摘要】
平动点基干网络
本专利技术涉及航天领域,特别是涉及一种以平动点为基干的网络。
技术介绍
为了解决深空探测对通信测控的严格要求,现有通信测控技术不断地进行了很多改进,例如加大天线口径或者天线组阵,提高射频频段、降低接收系统噪声温度,采用信道编译码技术和信源压缩技术,运用甚长基线干涉仪(VLBI)技术,布设全球深空网等等;这些措施都对提高深空通信测控能力起到了积极改善的作用,但是还是不能满足深空探测对通信测控的要求;一方面是因为深空探测对通信测控的要求确实高并且越来越高,另一方面原有技术只是局限在地球表面范围内,如果我们能够跳出这种局限,那么改善提高的空间将会大为拓展。
技术实现思路
为此,本专利技术提出了一种以平动点为基干的网络,以助力改善深空通信测控,提高深空通信测控质量和效率。一种平动点基干网络,是指一种以地球通信测控系统为顶层,以布置于某些特殊平动点的通信测控空间站和建造在某些自然天体上的通信测控系统为基干节点,以布置于其它位置的航天器和建造在某些自然天体上的通信测控站为辅助节点,组成的通信测控网络,初期是信息流的网络,今后可以进一步发展为信息流,物资流,资金流,人才流的综合性网络;所述的通信测控或者简称为测控,所述的通信测控包括通信、跟踪、遥测、遥控、导航,所述的通信包括直接通信和中继通信;为叙述简洁,建设在地球的通信测控系统以下简称为地球测控系统,建设在地球的通信测控站以下简称为地基测控站,通信测控空间站以下简称为天基测控站;所述的某些特殊平动点的天基测控站,包括地月系的平动点L1、L2上的天基测控站,和L4或者L5上的天基测控站,日地系的平动点L1、 ...
【技术保护点】
一种平动点基干网络,其特征是,以地球通信测控系统为顶层,以布置于某些特殊平动点的通信测控空间站和建造在某些自然天体上的通信测控站为基干节点,以布置于其它位置的航天器和建造在某些自然天体上的通信测控站为辅助节点,组成的通信测控网络,初期是信息流的网络,今后可以进一步发展为信息流,物资流,资金流,人才流的综合性网络;所述的通信测控或者简称为测控,所述的通信测控包括通信、跟踪、遥测、遥控、导航,所述的通信包括直接通信和中继通信;为叙述简洁,地球通信测控系统以下简称为地球测控系统,建设在地球的通信测控站以下简称为地基测控站,通信测控空间站以下简称为天基测控站;所述的某些特殊平动点的天基测控站,包括地月系的平动点L1、L2上的天基测控站,和L4或者L5上的天基测控站,日地系的平动点L1、L2上的天基测控站和L4或者L5上的天基测控站,火星或者其它星球的一些平动点上的天基测控站;所述的地月系L1上的天基测控站,是位于地月系L1点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,科研 ...
【技术特征摘要】
1.一种平动点基干网络,其特征是,以地球通信测控系统为顶层,以布置于某些特殊平动点的通信测控空间站和建造在某些自然天体上的通信测控站为基干节点,以布置于其它位置的航天器和建造在某些自然天体上的通信测控站为辅助节点,组成的通信测控网络,初期是信息流的网络,今后可以进一步发展为信息流,物资流,资金流,人才流的综合性网络;所述的通信测控或者简称为测控,所述的通信测控包括通信、跟踪、遥测、遥控、导航,所述的通信包括直接通信和中继通信;为叙述简洁,地球通信测控系统以下简称为地球测控系统,建设在地球的通信测控站以下简称为地基测控站,通信测控空间站以下简称为天基测控站;所述的某些特殊平动点的天基测控站,包括地月系的平动点L1、L2上的天基测控站,和L4或者L5上的天基测控站,日地系的平动点L1、L2上的天基测控站和L4或者L5上的天基测控站,火星或者其它星球的一些平动点上的天基测控站;所述的地月系L1上的天基测控站,是位于地月系L1点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,科研实验室,特殊生产室,必要的生态系统,为来往的航天器提供中途休整和紧急情况救助设备,以及航天器相关工作功能设备的装置;所述的地月系L2上的天基测控站,是位于地月系L2点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,天文观测设备,必要的生态系统,为来往的航天器提供中途休整和紧急情况救助设备,以及航天器相关工作功能设备的装置;所述的地月系L4或者L5上的天基测控站,是位于地月系L4或者L5点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,必要的生态系统,为来往的航天器提供中途休整和紧急情况救助设备,以及航天器相关工作功能设备的装置;所述的日地系L1上的天基测控站,是位于日地系L1点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,天文观测设备,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,必要的生态系统,为来往的航天器提供中途休整和紧急情况救助的设备,以及航天器相关工作功能设备的装置;所述的日地系L2上的天基测控站,是位于日地系L2点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,天文观测设备,必要的生态系统,为来往的航天器提供中途休整和紧急情况救助的设备,以及航天器相关工作功能设备的装置;所述的日地系L4或者L5上的天基测控站,是位于日地系L4或者L5点及其附近区域,配备有包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,必要的生态系统,为来往的航天器提供中途休整和紧急情况救助的设备,以及航天器相关工作功能设备的装置;所述的光伏综合电源系统包括电源管理系统、光伏电池组、蓄电池组、自发电电源,所述的自发电电源包括化学电池或者核电池,所述的核电池包括放射性同位素电池;所述的标准时基系统包括氢脉泽原子钟或者LIT原子钟;所述的轨道操作和推进设备,包括助推器或者光帆,所述的助推器包括常规助推器和微推力助推器,所述的常规助推器包括化学燃料助推器,所述的微推力助推器包括冷气助推器、或者电推动助推器、或者光推动助推器,所述的助推器的控制器包括连续控制器、或者脉冲离散控制器;所述的航天器相关工作功能设备包括航天器发送设备、航天器回收设备,航天器组装设备,航天器分解设备,航天器维修设备;所述的姿态和位置控制设备包括天文导航系统和捷联惯导系统;所述的天文导航系统包括精细导星传感器;所述的捷联惯导系统包括光纤陀螺捷联惯导系统、或者速率偏频激光陀螺捷联惯导系统、或者差动激光陀螺捷联惯导系统;所述的激光陀螺捷联惯导系统设置有误差补偿装置,所述的补偿装置包括硬件和软件;所述的差动激光陀螺捷联惯导系统,采用脉冲细分技术对激光陀螺输出的信号进行细分测量,以提高测控精度;所述的通信测控系统,包括锁相环接收机,数字接收机,高可靠深空应答机,低温制冷超低噪声放大器,纠错编译码技术,数据压缩、解压技术,软件无线电技术,链路系统,天线系统;或者还包括激光通信测控系统;所述的低温制冷超低噪声放大器包括采用HEMT高电子迁移率晶体管的放大器;所述的链路系统包括,上行链路通信、遥测、遥控、导航、跟踪分系统,下行链路通信、跟踪、遥测分系统,所述的分系统、不一定是硬件上的区分、而是功能上的区分;所述的链路系统使用的频率,包括对地基测控管理站的S频段或者X频段或者Ka频段的上行链路、S频段或者X频段或者Ka频段的下行链路,对测控目标航天器的S频段或者X频段或者Ka频段或者激光频段的上、下行链路;所述的天线系统包括阵列天线,所述的阵列天线包括软件合成阵列天线、或者自适应天线阵列、或者相控阵天线,所述的相控阵天线包括共形相控阵天线、或者微带相控阵天线、或者数字波束形成有源相控阵天线,所述的共形相控阵天线包括共形有源相控阵天线,所述的微带相控阵天线包括缝隙微带相控阵天线;所述的平动点天基测控站还包括卫星编队,所述的卫星编队包括阵列天线卫星编队,CEI短基线连接元干涉测量装置卫星编队;所述的平动点基干网络包括多个分网络,所述的多个分网络包括地月系分网络、地火系分网络,所述的地月系分网络包括地球通信测控系统,地月系的平动点L1、L2上的天基测控站和L4或者L5上的天基测控站;所述的地火系通信测控分网络包括地球通信测控系统,日地系的平动点L1、L2上的天基测控站和L4或者L5上的天基测控站,或者日火系的平动点L1、L2上的天基测控站和L4、L5上的天基测控站,火星全球卫星导航系统;所述的地球通信测控系统包括3个经度相隔120°的地基通信测控站,或者包括2个以上定点于对地静止轨道上的天基深空通信测控站,所述的地基通信测控站包括海基或者陆基通信测控站;所述的平动点基干网络上的所有标准时基系统的计时标准均按照国际标准时间,由地球通信测控系统的测控管理中心统一授时并且定时校准,通过各节点上的标准时基系统持续传承保持统一;所述的平动点基干网络各节点之间建立信息交换链路,支持多用户、综合业务、动态数据传输,支持与地面系统的互操作、互支持,所述的信息交换依据的传输协议包括容延迟单元和容错单元,所述的容延迟和容错包括支持断续连接、长时延、大误码率等特征的容纳或者从中解读提取有用信息的模块;所述的平动点基干网络,通过硬件和软件的综合优化设置,使得系统可以自动判别选择优化可行的路径,进行信息传递;所述的平动点基干网络具有可扩展性,所述的扩展通过逐步建设,逐步完善,逐步扩展的方法进行;所述的平动点基干网络的地球通信测控系统,基干节点,辅助节点,及受它们控制的下级子系统的组成均包括、万一数据链中断后、能自动处置、确保安全的模块。2.根据权利要求1所述的一种平动点基干网络,其特征是,所述的2个定点于对地静止轨道上的天基深空通信测控站,包括2个经度相隔20°的对地静止卫星深空测控站,以及相应的地基测控管理站;或者2个经度相隔35°的对地静止卫星深空测控站,以及相应的地基测控管理站;所述的对地静止卫星深空测控站,包括计算机控制系统,光伏综合电源系统,标准时基系统,标准频率系统,通信测控系统,保安监控排险设备,维护设备,姿态和位置控制设备,轨道操作和推进设备,必要的生态系统,为来往的航天器对接的设备和紧急情况救助设备;所述的光伏综合电源系统包括电源管理系统、光伏电池组、蓄电池组、自发电电源,所述的自发电电源包括化学电池或者核电池,所述的核电池包括放射性同位素电池;所述的标准时基系统包括氢脉泽原子钟或者LIT原子钟;所述的轨道操作和推进设备,包括助推器或者光帆,所述的助推器包括常规助推器和微推力助推器,所述的常规助推器包括化学燃料助推器,所述的微推力助推器包括冷气助推器、或者电推动助推器、或者光推动助推器,所述的助推器的控制器包括连续控制器、或者脉冲离散控制器;所述的姿态和位置控制设备包括天文导航系统和捷联惯导系统;所述的天文导航系统包括精细导星传感器;所述的捷联惯导系统包括光纤陀螺捷联惯导系统、或者速率偏频激光陀螺捷联惯导系统、或者差动激光陀螺捷联惯导系统;所述的激光陀螺捷联惯导系统设置有误差补偿装置,所述的补偿装置包括硬件和软件;所述的差动激光陀螺捷联惯导系统,采用脉冲细分技术对激光陀螺输出的信号进行细分测量,以提高测控精度;所述的通信测控系统,包括锁相环接收机,数字接收机,高可靠深空应答机,低温制冷超低噪声放大器,纠错编译码技术,数据压缩、解压技术,软件无线电技术,链路系统,天线系统;或者还包括激光通信测控系统;所述的低温制冷超低噪声放大器包括采用HEMT高电子迁移率晶体管的放大器;所述的链路系统包括,上行链路通信、遥测、遥控、导航、跟踪分系统,下行链路通信、跟踪、遥测分系统,所述的分系统、不一定是硬件上的区分、而是功能上的区分;所述的链路系统使用的频率,包括对地基测控管理站的S频段或者X频段的上行链路、S频段或者X频段或者Ka频段的下行链路,对测控目标航天器的S频段或者X频段或者Ka频段或者激光频段的上、下行链路;所述的天线系统包括阵列天线,所述的阵列天线包括软件合成阵列天线、或者自适应天线阵列、或者相控阵天线,所述的相控阵天线包括共形相控阵天线或者微带相控阵天线或者数字波束形成有源相控阵天线,所述的共形相控阵天线包括共形有源相控阵天线,所述的微带相控阵天线包括缝隙微带相控阵天线;所述的对地静止卫星深空测控站还包括卫星编队,所述的卫星编队包括阵列天线卫星编队,CEI短基线连接元干涉测量装置卫星编队;可以根据其它不同的观测覆盖空间区域的要求,相应的确定对地静止卫星深空测控站之间其它的经度相隔数值。3.根据权利要求1所述的一种平动点基干网络,其特征是,所述的地球测控系统包括、测控管理中心,地基通信测控站,地基测控管理站,或者定点于对地静止轨道上的天基深空通信测控站;所述的地基测控管理站包括对应于对地静止卫星深空测控站的前端测控管理站;所述的前端测控管理站、测控管理中心之间建有专门的通信链路,可实时进行信息交换,以确保各前端测控管理站既可以独立完成卫星的遥测遥控、测距定轨、接收下行信号、发送上行信号的任务,又互为备份;所述的备份是指必要时一个前端测控管理站可以实现对2个对地静止卫星深空测控站进行通信测控管理,或者对视野内的所有对地静止卫星深空测控站进行通信测控管理;所述的测控管理中心,包括巨型中心计算机控制系统,平动点骨干网络总管理系统,总信息中心系统,通信网络系统,源标准时基系统,源标准频率系统,以及系统备份;所述的前端测控管理站,包括前端测控管理站控制中心,地基对地静止卫星深空测控站的测控管理系统和地基深空航天器测控系统;所述的前端测控管理站控制中心包括中心计算机控制系统,通信系统,标准时基系统,标准频率系统;所述的地基对地静止卫星深空测控站的测控管理系统,包括计算机控制系统,卫星测控系统、链路系统、天线系统,通信系统;所述的天线系...
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