【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及低轨卫星通信，尤其涉及一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统。
技术介绍
1、随着低轨卫星互联网的迅猛发展，卫星在通信、遥感、监测等领域的应用日益广泛。然而，当前卫星系统存在诸多亟待解决的问题：其一，测控链路和通信链路相互独立且功能单一，导致资源利用率低下。测控链路主要用于指令上注和遥测下传，通信链路仅承担数据传输任务，无法根据实际需求灵活切换功能。其二，为实现卫星测控、宽带通信、数传等多种功能，通常需配置不同且独立的载荷，这不仅增加了卫星的重量和成本，还使卫星轻型化难以实现。其三，面对复杂多变的空间环境和多样化的任务需求，传统卫星链路模式无法实时调整工作模式，难以高效完成多种数据传输任务。例如，在卫星轨道发生变化或地面站位置移动时，无法及时优化链路功能以保障通信的稳定性和数据传输的高效性。此外，有限的卫星载荷资源以及地面运维中心的巨大压力，也对卫星系统的自主决策和灵活应变能力提出了更高要求。因此，开发一种能够有效提升测控数传与通信应用效能的卫星系统及方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，使卫星能够依据实时状态和地面站位置实时调整工作模式，优化测控链路和通信链路的功能融合能力，提高系统资源利用率和任务适应性，进而提升卫星系统的整体应用效能。测控链路可分时支持卫星测控功能、通信宽波束接入功能；通信链路凝视模式可支持数传与随路测控、捷变模式下进行通信与广播分发功能的一种或多种。
2、本
3、一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于，包括信号处理模块、变频模块、相控阵收发天线、宽波束收发天线。
4、信号处理模块：信号处理模块包括一个数据存储单元、一个控制单元和两个基带处理单元；控制单元负责完成卫星广播的星历星姿态计算，并依据存储单元存储的地面站信息解析出卫星工作模式切换指令，然后将指令发送至变频模块、相控阵收发天线、宽波束收发天线；两个基带处理单元均支持在轨重构与加载，其中基带处理单元a用于完成测控信号处理或者用户宽波束接入信号处理；基带处理单元b用于完成通信业务信号处理或者数传信号处理；
5、变频模块：变频模块包括两个变频通道；两个变频通道均包括上变频单元和下变频单元；两个上变频单元分别对信号处理模块中业务链路信号和测控链路信号进行上变频处理，然后将处理后的信号分别发送至相控阵收发天线、宽波束收发天线；两个下变频单元分别接收相控阵收发天线、宽波束收发天线的信号，并完成下变频处理，再将处理后的信号发送至信号处理模块。
6、所述相控阵收发天线能够接收无线电信号并发送至变频通道进行下变频处理，同时接收变频通道上变频后的信号并进行信号辐射。
7、宽波束收发天线接收无线电信号发送至变频通道进行下变频处理，同时接收变频通道上变频信号并进行信号辐射。
8、卫星实时感知自身的姿态、轨道参数、设备运行状态信息，同时获取并存储所有地面站的位置信息；基于实时的感知信息和位置信息，卫星信号处理模块中的控制单元产生指令，调整通信链路的工作模式，调整过程如下：
9、若卫星进入通信服务区域时，且基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线处于关机状态，控制单元产生指令对基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线进行加电；信号处理模块中基带处理单元b开机加载业务软件版本程序，相控阵收发天线工作在跳波束模式；基带处理单元b在业务通信的同时，读取数据存储模块中广播信息进行发送；在工作中，控制单元监测业务波束流量；若服务区域内卫星的波束流量在一定时间内的平均值小于阈值或者即刻将离开规划服务区域，控制单元则控制基带处理单元b发起流量切换，本星的流量通过临星进行落地；流量切换完成后，基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线单机进行关机；
10、若卫星信号处理模块控制单元判断可与数传站进行建链路，且基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线单机处于关机状态；控制单元产生指令控制基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线单机进行加电；相控阵天线工作在凝视模式，基带处理单元b加载数传软件版本，并打开数据存储单元；控制完成后，进行存储数据的下传；在传输过程中，通过基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线接收地面数传信关站上报接收状态，星上据此进行速率自适应调整；数据存储单元数据完成后，基带信号单元b、变频通道b、相控阵收发天线进入关机状态。
11、宽波束测控链路通信过程：
12、卫星信号处理模块中控制单元通过读取数据存储模块存储的地面站位置参数，结合卫星平台广播的卫星实时位置与姿态，产生模式指令；并在此基础上，信号处理模块、变频通道、宽波束收发天线、相控阵天线等进行加断电和软件版本加载；
13、若卫星信号处理模块控制单元判断可与测控站进行建链路时，通过基带信号单元a、变频通道a、宽波束收发天线进行加电；信号处理模块加载测控程序，进行测控建链；卫星在即将离开测控站时，判断下次可见信关站时间 t；若时间 t 大于规定值 ts，控制单元产生模式切换指令，并开始进行计时 t1；
14、卫星信号处理模块基带信号处理单元加载宽波束接入软件；
15、切换完成后，该卫星通过卫星馈电链路或星间链路实现星地一体信息交互，交互完成后，正确接收地面用户的入网请求信号；在服务过程中，当时间 t1 与时间 t 相比小于安全阈值时，控制单元则产生模式切换指令，加载测控模式。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
17、1）本专利技术配置的控制单元提升自主决策能力，可根据卫星实时位置、地面站参数、地面站能力等信息表，分别自主产生测控链路、通信链路相关单机加断电和模式切换等指令，无需地面运维人员参与，大大提高了系统的自主性和响应速度。
18、2）本专利技术通过信号处理模块基带处理单元 1、变频模块单元 1、宽波束收发天线协同工作，提升测控链路效能，可根据卫星实时状态和地面站位置自动调整工作模式；可分时支持卫星测控与通信宽波束接入，有效提升了系统的应用效能。
19、3）本专利技术通过信号处理模块基带处理单元 1、变频模块单元 1、相控阵收发天线协同工作，能使卫星根据实时状态和地面站位置自动调整工作模式，支持灵活切换。在凝视模式下支持速率自适应数传和随遇测控功能，在捷变模式下支持通信业务功能，满足了不同任务场景下的多样化需求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于：包括信号处理模块、变频模块、相控阵收发天线和宽波束收发天线；
2.根据权利要求1所述的一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于，相控阵收发天线能够接收无线电信号并发送至变频通道进行下变频处理，同时接收变频通道上变频后的信号并进行信号辐射。
3.根据权利要求1所述的一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于，宽波束收发天线能够接收无线电信号并发送至变频通道进行下变频处理，同时接收变频通道上变频后的信号并进行信号辐射。
4.根据权利要求1所述的一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于，相控阵通信链路通信过程：
5.根据权利要求1所述的一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于，宽波束测控链路通信过程：
【技术特征摘要】
1.一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于：包括信号处理模块、变频模块、相控阵收发天线和宽波束收发天线；
2.根据权利要求1所述的一种测控数传与通信应用效能联合提升的卫星系统，其特征在于，相控阵收发天线能够接收无线电信号并发送至变频通道进行下变频处理，同时接收变频通道上变频后的信号并进行信号辐射。
3.根据权利要求1所述的一种测控数传与通信应用...
【专利技术属性】
技术研发人员：张世层，杨丹，安绍毅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。