[发明专利]一种用于深空探测器的测控通信系统及方法

权利要求书

1.一种用于深空探测器的测控通信方法，该方法用于完成地面站与深空探测器之间的信息交互及探测器轨道测定，且所述信息包含：上行遥控指令、工程遥测数据、科学探测数据和测轨信标，所述测控通信方法包含：

采用一个上行载波频率及一个下行载波频率为所述深空探测器与地面站之间设置四条微波无线电信号通道，分别为用于传输地面站的上行遥控指令到探测器的遥控指令通道、用于传输探测器的工程遥测数据到地面站的遥测数据通道、用于传输探测器采集的科学探测数据到地面站的科学数据通道、用于传输探测器的测轨信标到地面站的VLBI测轨信标通道；

将工程遥测数据、科学探测数据及VLBI测轨信标三种通道信号合并为一个下行链路传输信号，最终采用一台发射机完成所有下行链路信号的发送功能；

采用VLBI技术测定探测器轨道的具体步骤为：使用高稳定频率源的频率基准信号产生测轨信标向地面VLBI测量网发送，由地面VLBI测量网通过Doppler频率测速及信号干涉测角方式完成对深空探测器的测轨任务。

2.根据权利要求1所述的用于深空探测器的测控通信方法，其特征在于，当所述上行载波频率及一个下行载波频率为位于X波段的射频载波时，所述测控通信方法具体为：

在一条X波段双向通信链路上分别传输上行遥控指令及下行数据，所述下行数据包括工程遥测数据与科学探测数据，它们以数据分包复接方式共用一个遥测副载波信道传输；所述VLBI测轨信标与所述遥测副载波通过残留载波调制方式共享同一个载波频率。

3.根据权利要求1所述的用于深空探测器的测控通信方法，其特征在于，当地面站经由所述遥控指令通道向深空探测器发射上行指令时，首先由地面站将遥控指令数据进行编码组帧、载波调制和功率放大后，通过天线转换为空间电磁波发往深空探测器；然后，由深空探测器的指令接收机完成对载波信号的放大、捕获与跟踪，将上行遥控指令数据从载波信号中解调出来送入遥控译码器，遥控译码器完成对数据帧的捕获及译码，并执行相关指令动作。

4.根据权利要求2所述的用于深空探测器的测控通信方法，其特征在于，当深空探测器经由所述下行链路向地面站发射工程遥测数据和科学探测数据时，首先由深空探测器的信道编码器将采集到的工程遥测数据及科学探测数据复接成一路数据码流，送入X波段发射机进行数据调制及信号放大后，通过天线转换为空间电磁波发往地面数据接收站；然后，由地面站的接收机完成载波信号的放大、捕获与跟踪，将数据从载波信号中解调出来，再通过解复接分离出工程遥测数据及科学探测数据。

5.根据权利要求1所述的用于深空探测器的测控通信方法，其特征在于，当探测器经由所述VLBI测轨信标通道向地面站传输VLBI测轨信标时，首先，深空探测器由高稳定频率源产生10^-12/s量级频率稳定度的频率标准信号，经过X波段发射机内部完成锁相、倍频、混频和放大处理后，形成单载波/残留载波/双载波信标信号，通过天线转换为空间电磁波发往地面VLBI测量网的信号接收站，处于不同地理位置的VLBI信号接收站同时接收VLBI测轨信号，经过相关处理后能够得到与深空探测器轨道信息相关的测量数据。