卫星遥测信号动态在轨编程方法技术

本发明专利技术公开了一种动态可编程卫星遥测信号的技术。本项技术旨在更好地满足中低轨卫星全球大容量遥测数据的监测要求。在卫星研制试验过程中，遥测要监测卫星和各分系统仪器设备的工程物理参数和工作状态，为验证卫星的环境、评定卫星和各分系统的设计性能及进一步改进设计提供数据判断依据。卫星飞行过程中，遥测要监测卫星的环境工程参数和各分系统仪器设备的工程参数与工作状态，为完成卫星在轨测控任务和故障分析、处理提供数据判断依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星测控技术，特别涉及一种通过地球站遥控控制，可对星上遥测信 号进行动态在轨编程的方法。
技术介绍
在卫星研制试验过程中，遥测要监测卫星和各分系统仪器设备的工程物理参数和 工作状态，为验证卫星的环境、评定卫星和各分系统的设计性能及进一步改进设计提供数 据判断依据。卫星飞行过程中，遥测要监测卫星的环境工程参数和各分系统仪器设备的工 程参数与工作状态，为完成卫星在轨测控任务和故障分析、处理提供数据判断依据。卫星信息一方面通过传感器或变换器将各种物理量的信息变换为可传输和能加 工处理的电信号，再由星载遥测设备采集、获取和量化成数字信号；另一方面星载遥测设备 通过串行或并行数字量接口将卫星各分系统已经数字化的信息采集汇总，进行加工处理、 传输，通过DPSK调制送发射机下行传送。数据处理就是对接收的原始信息进行加工、变换 和计算，达到了解和掌握卫星的环境、状态并控制卫星的目的。它既是信息的还原或预处 理，也是遥测参数和传感器的功能状态、物理特性的描述。风云三号卫星是多载荷的大卫星，遥测参数数量众多，按字节统计有5800多个 遥测参数，如果将某些数字遥测量按照实际的物理意义按比特展开，总的遥测参数量可达 15000个之多。由于地球测控站对中低轨卫星仅能覆盖很小的一部分测控弧段，比如低轨卫 星围绕地球一圈需要100分钟，但地球测控站最多仅能对卫星在境内飞行的15分钟实施实 时监测，对于在境外飞行的85分钟地球测控站不能进行实时监测，因此为完全掌握卫星飞 行的全过程，卫星需要先将在境外的遥测数据采集、储存，待进入境内后，再将延时遥测信 息和实时遥测信息以一定的传输比率组合下传至地球站。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提出一种通过地球站遥控控制，对星上遥测信号进 行动态在轨编程的方法。本专利技术主要考虑到卫星不同工作时期对某些遥测参数的要求不 同，使用在轨编程技术，对卫星遥测的传输模式、传输内容、采样频率、延时遥测记录内容与 记录比率以及实时遥测与延时遥测传输比率等按需要进行动态改变，以满足不同阶段的监 测要求。为了解决上述技术问题，本专利技术提出的，包括对 卫星遥测信号的传输模式、传输的遥测内容、遥测信号的采样频率、境外延时遥测的记录内 容与记录比率以及实时遥测与延时遥测传输比率按需要进行动态在轨改变，以满足不同阶 段的监测要求。本专利技术上述中，遥测信号的传输模式在轨编程是 指卫星设置了两种实时遥测的传输模式——主动段与初态模式和稳态模式，两种实时遥测 模式之间的选择切换，通过遥控在轨编程的方式完成；卫星入轨时，初始状态为主动段和初3态模式；待卫星星箭分离、太阳电池阵展开到位后，不再需要继续观察这些遥测内容，可通 过遥控在轨编程切换到遥测稳态运行模式，以提高遥测信道的传输效率。本专利技术上述中，传输的遥测内容在轨编程是指考 虑到卫星的应急情况，卫星在轨编程向星上注入地面需要监测的新遥测快帧；遥测快帧的 内容由地面挑选遥测参数以上行数据注入的方式构建新的遥测快帧，以满足卫星实际运行 工况的需要。本专利技术上述中，遥测信号的采样频率在轨编程是 指根据卫星遥测数据的在轨监测要求，将慢波道遥测通过在轨编程更改为快采遥测，提高 其采样频率，获得遥测参数更详尽的变化情况。本专利技术上述中，境外延时遥测的记录内容与记录 比率在轨编程是指卫星在境外的延时遥测记录内容和记录比率均由地面测控站控制，根据 卫星的监测重点，对卫星某些遥测数据进行密集记录，这样可将有限的遥测信道集中利用 在需要重点监测的系统或单机中，提高了延时遥测内容的灵活性和遥测信道的传输效率。本专利技术上述中，实时遥测与延时遥测传输比率在 轨编程是指卫星在境内回放时，根据地面实时要求，改变延时遥测的回放比率，比如，在地 面对星上进行某些操作，需要密切关注实时遥测的变化，可以将延时遥测的回放比率尽量 调低甚至暂时不回放，以保证地面动作的操作安全。本专利技术利用在轨编程手段，在无须改变卫星硬件连接的前提下，可对卫星遥测参 数的传输模式、传输内容、采样频率、延时遥测记录内容与记录比率以及实时遥测与延时遥 测传输比率等进行动态调整，既节约了卫星的硬件资源，又安全可靠，对卫星的操作风险也 降到了最低。遥测信号的动态可编程功能，实现了在有限的信道容量中传输最有效的遥测 参数，提高了传输效率，满足了卫星在不同阶段对遥测监测的不同需求。动态可编程技术是 风云三号卫星测控系统遥测实施方案中核心技术之一，该技术的实施使风云三号卫星遥测 方案成为目前国内在轨卫星中可调整内容最丰富、灵活性最强、最节约硬件资源、最优化的 方案。附图说明图1是本专利技术的遥测模式实现方法图。图2是本专利技术的原2s采样的陀螺三轴角速度改为0. 5s采集频率图。图3是本专利技术的卫星俯仰角速度在轨编程前后遥测曲线图。图4是本专利技术的16s更新的微波成像仪扫描周期改为Is的采集频率图。图5是本专利技术的微波成像仪扫描周期编程前后遥测对比曲线图。具体实施例方式以下结合附图和优选实施例对本专利技术作进一步详细说明。(一)传输模式遥测可编程内容之一为遥测信号的传输模式。根据卫星运行的不同阶段，实时遥测的运行模式分为两类，即主动段与初态模式、 稳态模式，其中主动段与初态模式集中地选取了卫星在主动段和初态工作单机的遥测参数进行 快采和传输，主要有电源系统参数、测控数管参数、姿轨控系统部分参数等。稳态模式这是卫星在轨稳定运行的遥测模式，也是卫星遥测工作的主要模式，在 一个遥测格式周期里，对卫星的所有工程遥测参数，包括总线遥测、四线制遥测和模拟量遥 测等，至少传输一次。对卫星的重要参数，如姿轨控系统的姿态角、姿态角速率，电源系统关 键参数，测控数管参数等以帧速率0. 5s进行采样和传输。实时遥测的每一种运行模式，都是集中地选取了最能反应卫星该阶段运行状况的 主要的遥测参数，对其进行快速采集和传输，而对其它类的遥测参数，只是在一个格式周期 里对其慢采和传输。如图1所示，两种实时遥测模式之间的选择切换，通过遥控在轨编程的方式完成。 卫星入轨时，初始状态为主动段与初态模式。待卫星星箭分离、太阳电池阵展开到位后，不 再需要继续观察这些遥测内容，可通过遥控在轨编程切换到遥测稳态运行模式，以便提高 遥测信道的传输效率。(二)传输内容遥测可编程内容之二为传输的遥测内容——遥测参数。考虑到卫星的应急情况，卫星可在轨编程向星上注入地面需要监测的新遥测快 帧。遥测快帧的内容由地面挑选遥测参数以上行数据注入的方式构建新的遥测快帧，以满 足卫星实际运行工况的需要。表1为实时遥测帧的编排格式，其中每帧的W14 W93均放 置整星的关键遥测参数，以上行数据注入的方式构建的新的遥测快帧中，占据遥测传送帧 中第W14 W93位置的不再做遥控注数修改，仍用于传输整星重要的固定遥测共80个字 节。这样，遥测快帧可以用来作遥控注数进行修改的遥测参数共160个字节，占据遥测传送 帧中第W94 W253的位置，进行遥控注数修改后的遥测快帧，同时选用一个新的12bit的 遥测传送“帧识别字”作为新构建的遥测快帧的标识，实现遥测传输内容的在轨可编程的能 力。表1.实时遥测帧传输内容权利要求1.一种，其特征在于该方法包括对卫星遥测信号的 传输模式、传输的遥测内容、遥测信号的采样频率、境外延时遥测的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种卫星遥测信号动态在轨编程方法，其特征在于：该方法包括对卫星遥测信号的传输模式、传输的遥测内容、遥测信号的采样频率、境外延时遥测的记录内容与记录比率以及实时遥测与延时遥测传输比率按需要进行动态在轨改变，以满足不同阶段的监测要求。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱维，刘伟，王珏，李冰，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]