一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统技术方案

一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，包括：圆锥扫描星载微波辐射计、一套无线传输设备；当系统工作在滑环传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B处于关机状态，综合处理器通过总线接口接到滑环上，此时综合处理器和探测头部之间通过滑环传输数据。当系统工作在无线传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B开机并联合工作，建立综合处理器和探测头部之间的空间通信链路，完成相互间的遥感数据和遥控遥测信息传输。解决了系统因为滑环瞬断的特性出现丢失数据或者误传数据的问题，提高了圆锥扫描星载微波辐射计系统信号传输的可靠性，并且有利于提高系统的在轨使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统
本专利技术涉及一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，属于空间微波遥感

技术介绍
用于海洋观测的星载微波辐射计系统，为了保证天线波束对地入射角不变及波束在海洋表面形成的足迹大小一致，从而有助于各种海洋参数的反演，在设计时多采用圆锥扫描的方式。圆锥扫描星载微波辐射计系统分为转动部分和固定部分，天线、接收机、采集器、相关器等设备都处在转动部分，这就需要建立一条转动部分和固定部分的通信链路，传输转动部分中采集器、相关器等设备所采集的微波遥感数据以及相应的遥控遥测信息。目前的圆锥扫描星载微波辐射计系统均采用滑环解决转动部分和固定部分信号传输的问题，滑环依靠环体和电刷之间相对滑动的电接触传递电信号，主要存在两方面问题：(1)由于环体表面在微观上是粗糙的，因此在环体和电刷相对滑动的过程中，导电接触面积在不断变化，表现为接触电阻不断变化，甚至瞬间开路的情况出现。当出现瞬间开路时，就会出现丢失部分遥感数据或者误传数据的情况，进而影响圆锥扫描星载微波辐射计系统数据反演的质量。(2)环体和电刷相对滑动过程存在机械磨损，当滑环转动一定圈数后，电刷就会磨断，进而影响了整个系统的在轨使用寿命。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提出了一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统设计方法，在进行信号传输时无线传输方式和滑环传输方式互为备份。该方法解决了系统因为滑环瞬断的特性出现丢失数据或者误传数据的问题，提高了圆锥扫描星载微波辐射计系统信号传输的可靠性，并且有利于提高系统的在轨使用寿命。本专利技术解决的技术方案为：一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，包括：圆锥扫描星载微波辐射计系统、一套无线传输设备；一套无线传输设备，包括：无线传输设备A、无线传输设备B及无线传输天线A和无线传输天线B；无线传输设备A和无线传输天线A安装于圆锥扫描星载微波辐射计系统的固定部分，与综合处理器通过总线连接；无线传输设备B和无线传输天线B安装于圆锥扫描星载微波辐射计系统的转动部分，与探测头部内的从机通过总线连接；系统设有两种传输数据的模式，分别为：滑环传输模式和无线传输模式；当系统工作在滑环传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B处于关机状态，综合处理器通过总线接口接到滑环上，此时综合处理器和探测头部之间通过滑环传输遥感数据和遥控遥测信息传输；当系统工作在无线传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B开机并联合工作，建立综合处理器和探测头部之间的空间通信链路，完成相互间的遥感数据和遥控遥测信息传输。圆锥扫描星载微波辐射计系统由固定部分即综合处理器和转动部分即探测头部组成；综合处理器负责完成圆锥扫描星载微波辐射计系统工作状态控制和与卫星平台之间进行通信的功能，同时负责完成对系统工作状态的控制和对外遥感、遥测、遥控信息的交换；探测头部负责完成对地扫描观测、在轨定标功能。圆锥扫描微波辐射计系统和卫星平台之间的通信通过综合处理器即固定部分完成，由综合处理器负责完成对系统工作状态的控制和对外遥感、遥测、遥控信息的交换。综合处理器和探测头部之间进行遥感数据和遥控遥测数据传输时，采用一对一或一对多的通迅方式。一对一的通迅方式为综合处理器只从信息采集器通过总线获取遥感数据，此方式用在传统的非全极化圆锥扫描星载微波辐射计系统中，一对多的通讯方式是指综合处理器同时从信息采集器、数字相关器通过总线获取遥感数据，此方式用在全极化圆锥扫描星载微波辐射计系统中，同时，遥控遥测信息的通讯均采用一对多的方式。圆锥扫描星载微波辐射计系统的转动部分为探测头部，包括：天线、热定标源、微波接收通道、探测头部配电器、信息采集器、数字相关器设备；当天线主波束指向海洋表面时，天线收到海洋表面的微波辐射能量，引起天线视在温度的变化，天线接收的信号经微波接收通道放大、滤波、检波和再放大后，以电压的形式输出到信息采集器或以中频信号的形式输出到数字相关器；探测头部配电器负责探测头部内各单机的控制供电，热定标源辅助系统进行两点定标。综合处理器即固定部分和探测头部即转动部分之间进行遥感数据和遥控遥测数据传输时使用RS-485总线接口、RS-422总线接口或CAN总线接口。系统定义综合处理器为主机，其余设备为从机，采用主从应答方式，受微波辐射计系统积分时间的限制和数据实时性的要求，综合处理器每隔1ms以内需完成向遥感数据产生设备发送读取遥感数据的请求，并收取所有遥感数据。无线传输设备A、B结构完全相同，收发频点互换；圆锥扫描星载微波辐射计是一个被动的微波接收系统，无线传输设备不对其产生干扰。无线传输设备A、无线传输设备B在发送或接收遥感数据时的传输时延要小于50us。在圆锥扫描星载微波辐射计系统探测头部转动的过程中，无线传输天线A、无线传输天线B之间信号传输功率的波动小于10dB。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术提供了一种用于圆锥扫描星载微波辐射计系统的数据无线传输方法，其研究成果可以解决系统因为滑环瞬断的特性出现丢失数据或者误传数据的问题，提高了圆锥扫描星载微波辐射计系统信号传输的可靠性，进而提高了系统数据反演的质量。(2)本专利技术提供了一种用于圆锥扫描星载微波辐射计系统的数据无线传输方法，其研究成果可以解决因为滑环长期机械磨损造成的电刷断裂，进而引起圆锥扫描星载微波辐射计系统数据通讯异常的问题，大大提升了圆锥扫描星载微波辐射计系统乃至整个遥感卫星的使用寿命。(3)本专利技术设计的无线传输设备，采用QPSK的调制方式，I路完成内部遥控遥测数据传输，Q路完成内部遥感数据传输，在同一个频点同时完成两路数据的发送或接收，减少了通道的数量，从而降低了系统研发成本，同时也减小了系统的功耗和重量。(4)本专利技术设计的无线传输设备，采用汉明编码，并且在帧结构的设计上采用按字节传输的方式，流水线处理，大大缩短了无线传输链路的时延，从而满足了在圆锥扫描星载微波辐射计积分时间的限制下数据实时性的要求。(5)本专利技术通过采用无线传输设备进行圆锥扫描星载微波辐射计系统的数据传输，可以替代滑环的功能，从而突破了国外对高可靠长寿命宇航用滑环的垄断，提高了我国同类型卫星的自主研发能力。附图说明图1为无线传输设备处理流程图；图2为圆锥扫描星载微波辐射计系统信息流示意图；图3为无线传输设备原理框图；图4为无线传输设备物理帧结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，包括：圆锥扫描星载微波辐射计、一套无线传输设备；当系统工作在滑环传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B处于关机状态，综合处理器通过总线接口接到滑环上，此时综合处理器和探测头部之间通过滑环传输数据。当系统工作在无线传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B开机并联合工作，建立综合处理器和探测头部之间的空间通信链路，完成相互间的遥感数据和遥控遥测信息传输。解决了系统因为滑环瞬断的特性出现丢失数据或者误传数据的问题，提高了圆锥扫描星载微波辐射计系统信号传输的可靠性，并且有利于提高系统的在轨使用寿命。本专利技术的圆锥扫描星载微波辐射计系统由固定部分(即综合处理器)和转动部分(即探测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，其特征在于包括：圆锥扫描星载微波辐射计系统、一套无线传输设备；一套无线传输设备，包括：无线传输设备A、无线传输设备B及无线传输天线A和无线传输天线B；无线传输设备A和无线传输天线A安装于圆锥扫描星载微波辐射计系统的固定部分，与综合处理器通过总线连接；无线传输设备B和无线传输天线B安装于圆锥扫描星载微波辐射计系统的转动部分，与探测头部内的从机通过总线连接；系统设有两种传输数据的模式，分别为：滑环传输模式和无线传输模式；当系统工作在滑环传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B处于关机状态，综合处理器通过总线接口接到滑环上，此时综合处理器和探测头部之间通过滑环传输遥感数据和遥控遥测信息传输；当系统工作在无线传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B开机并联合工作，建立综合处理器和探测头部之间的空间通信链路，完成相互间的遥感数据和遥控遥测信息传输。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，其特征在于包括：圆锥扫描星载微波辐射计系统、一套无线传输设备；一套无线传输设备，包括：无线传输设备A、无线传输设备B及无线传输天线A和无线传输天线B；无线传输设备A和无线传输天线A安装于圆锥扫描星载微波辐射计系统的固定部分，与综合处理器通过总线连接；无线传输设备B和无线传输天线B安装于圆锥扫描星载微波辐射计系统的转动部分，与探测头部内的从机通过总线连接；系统设有两种传输数据的模式，分别为：滑环传输模式和无线传输模式；当系统工作在滑环传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B处于关机状态，综合处理器通过总线接口接到滑环上，此时综合处理器和探测头部之间通过滑环传输遥感数据和遥控遥测信息传输；当系统工作在无线传输模式传输数据时：无线传输设备A、无线传输设备B开机并联合工作，建立综合处理器和探测头部之间的空间通信链路，完成相互间的遥感数据和遥控遥测信息传输。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，其特征在于：圆锥扫描星载微波辐射计系统由固定部分即综合处理器和转动部分即探测头部组成；综合处理器负责完成圆锥扫描星载微波辐射计系统工作状态控制和与卫星平台之间进行通信的功能，同时负责完成对系统工作状态的控制和对外遥感、遥测、遥控信息的交换；探测头部负责完成对地扫描观测、在轨定标功能。3.根据权利要求1所述的一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，其特征在于：圆锥扫描微波辐射计系统和卫星平台之间的通信通过综合处理器即固定部分完成，由综合处理器负责完成对系统工作状态的控制和对外遥感、遥测、遥控信息的交换。4.根据权利要求1所述的一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，其特征在于：综合处理器和探测头部之间进行遥感数据和遥控遥测数据传输时，采用一对一或一对多的通迅方式。5.根据权利要求4所述的一种基于无线传输的圆锥扫描星载微波辐射计系统，其特征在于：一对一的通迅方式为综合处理器只从信息采集器通过总线获取遥感数据，此方式用在传统的非全极化圆锥扫描星...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈尚宇，吕容川，余锐，刘明洋，杨小娇，何征，郭语，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61