原创 TT&C卫星测控综合基带介绍

 2024-11-30 14:50  45 0 分类: 测试测量文集: 产品

卫星测控分系统是航天测控通信系统的重要组成部分，航天测控系统是指对航天器进行跟踪测轨(即外测)、遥测(即内测)、遥控和通信(传输数据、图像和话音等)。

卫星空间段上的航天测控通信系统是航天器与地面联系的生命线和天地信息的传输线，也是航天工程和空间基础设施的重要组成部分。由于卫星空间段的测控分系统与卫星地面段测控网存在密切联系，因此本节将卫星地面段测控网技术发展与卫星空间测控分系统技术发展合并进行分析。

地面测控系统按其系统功能组成，可包括跟踪测轨、遥测、遥控、通信与数据传输、数据处理、监控显示、时间统一等八个主要分系统以及有关辅助支持系统。包括两类基本单元：测控站及测控中心。

地面测控系统是指完成卫星长期管理的硬件及软件系统，可分为测控站、测控通信系统、测控中心系统。测控站完成目标的捕获、跟踪、测量，并接收卫星下传的遥测信号，转发测控中心遥控指令；

通信系统负责测控中心与测控站之间的通信保障、调度指挥；中心系统是卫星测控的核心，集中收集卫星的遥测、外测数据，对卫星的轨道、姿态及工作状态进行分析，完成卫星业务注入等上行操作，并对卫星异常或故障进行处置。

测控中心系统分为硬件系统和软件系统。硬件系统主要包括：测控中心服务器及工作站，监视显示服务器及工作站，网管服务器及工作站，测控事后处理计算机等。中心软件的主要功能有：卫星管理、用户管理、地面站管理、星历计算、窗口计算、遥测、遥控、健康管理、仿真功能。

地面测控站设备主要由发射机、天线馈线、接收机、测速终端、测距终端、角度伺服系统、监控显示器、频率综合器、时频终端等组成。

我国的航天测控通信主要由近地轨道测控网、深空测控网和天基测控网。近年来，我国在近地测控网建设方面，增加了 Ka 频段、扩频测控体制，实现了天线与机房拉远、多天线共用基带池、多频段测控系统与测量雷达共用天线、卫星数据接收与测控一体化等。在深空测控网建设方面，66m S/X 双频段深空测控通信系统、35m S/X/Ka 三频段深空测控通信系统和深空干涉测量系统已投入使用，3 个深空站对深空目标的覆盖率达到 90%以上；在天基测控网建设方面，“天链一号”中继卫星系统实现了三星组网运行。整个测控网具备了“有人值班、无人操作”“远程监控、自动运行”能力。

参考国内外测控通信系统建设和先期技术研发情况，近期测控通信技术的主要发展方向主要包括：

（1）打破测控与运控系统的“烟囱”式格局，利用通用的多功能地面站、通用用户接口、多任务操作中心、航天数据中心和通信网络，实现航天地面站网融合和测运控业务操作自动化，以提高航天地面资源的利用率和安全性，降低运行维护成本。

（2）在中低轨航天器测控通信和卫星数据接收方面，全空域多目标光控相控阵天线将取代抛物面天线；在深空测控通信方面，中、小天线组阵将代替超大口径天线。

（3）跟踪与数据中继卫星将向提高 S 频段多址能力、开发 Ka 频段多址技术、建立星间和星地激光链路、提供“增强业务”、打造众多微小用户服务能力，以及融入天地一体化网络等方向发展。

（4）星间射频和光学链路将成为星座、星群测控通信的重要手段，可大幅减轻对地面测控站的依赖，也可以看作是天基测控通信手段（跟踪与数据中继卫星、卫星导航应用）的拓展。

（5）在轨维护与服务技术将带动星间高精度相对测量技术、细胞卫星协同组网、精密遥操作、可拆解卫星的地基观测技术的发展。

（6）空间移动网络将作为全新的近地空间通信与导航体系的载体，可为航天器提供按需、随时随地接入服务，并具有与地面移动无线网智能手机用户一样的用户体验。

（7）数字化、软件化、综合化、光子化将不断深入，网络化和智能化将加速发展。

（8）太赫兹、涡旋电磁波、X 射线等新技术的实用化将不断推进。