[发明专利]一种航天用遥测与数传数据通道交叉备份使用系统

说明书

技术领域

本发明属于航天技术领域，具体涉及一种航天用遥测数据通道与数传数据通道的交叉备份使用系统。

背景技术

当前航天器普遍采用综合电子分系统实现内部信息共享与综合利用，并通过星载遥测遥控设备与地面测控设备实现无线通信。此类通信方法成熟可靠，安全性高，但其数据通信带宽有限，数据上行或者下传速率一般均为Kbps级别。而且大型航天器上各类星载数据设备多，所有遥测数据均需提交综合电子分系统，由其汇总后组帧下传。受限于遥测通道较低的数据下传速率，最终星载数据设备的遥测数据下传周期将达到8～12s，实时性差，导致用户获取的遥测参数不得不丢失部分细节信息。

随着航天技术的发展以及航天任务的扩展，各类航天器在安装遥测遥控设备的基础上，陆续增加高速数传数据通信设备，以扩展功能，提升系统性能。当前航天器常采用数传分系统，和地面数传接收设备之间建立高速、实时的数传数据通信，数据传输速率可达Mbps～Gbps级别，远快于现有遥测数据下传速率，但其通信的可靠性较遥测遥控通信的可靠性要差。

但是当前数传分系统通常专用于特定设备的高速数据下传，如专用于高清相机的视频和高清图像下传任务，在无任务或任务负载较轻时，常发生设备闲置或数据带宽盈余的情况，而遥测数据下传通道则拥挤不堪。这种矛盾的现状源于当前的航天器设计中，数传通道和遥测通道常采用孤立隔离设计，数据不能互通，没有充分利用两类通道各自的资源优势实现功能互补，这导致具备中等数据下传速率需求的任务，将面临低速遥测通道下传输率不堪用，但高速数传通道又不能用的尴尬状态。

发明内容

针对当前航天器遥测数据下传带宽非常有限、数据下传周期长、实时性效果差等问题，以及当前航天器设计中数传和遥测通道采用孤立隔离设计所带来的资源利用不充分的问题。本发明的目的在于提出一种航天用遥测与数传数据通道交叉备份使用系统，其能提高航天器数据通信的安全性与实时性。

本发明的技术方案是：

一种航天用遥测与数传数据通道交叉备份使用系统，包括卫星平台上自带的综合电子分系统、星载测控应答机以及数传分系统，所述综合电子分系统、星载测控应答机和地面测控设备一起，构成一个卫星遥测数据下传通道；所述数传分系统和地面数传接收设备一起，构成一个卫星数传数据下传通道；其特征在于，还包括星载数据设备；所述星载数据设备与综合电子分系统、数传分系统之间均存在数据传输通道，通过星载数据设备在综合电子分系统、数传分系统之间建立一个数据传输通道，实现遥测数据下传通道和数传数据下传通道的互连与复用；星载数据设备通过测控通道和综合电子分系统实现遥测/遥控数据的交换，并通过LVDS数据接口将大容量的试验数据单向高速传输给数传分系统，同时通过RS-422数据接口和数传分系统实现双向的数据连接。

所述星载数据设备是一种用户自研的、具备数据采集、存储和处理功能的有效载荷，其可以驱动各类外部传感器工作，获取试验数据，同时内部具备数据处理、存储和传输功能。所述星载数据设备包括电源接口电路、数据管理电路、数据采集接口电路、固态存储电路、1553B总线接口电路、RS-422接口电路和LVDS接口电路。

所述电源接口电路的输入接口包括一次电源接口，电源接口电路的输出端分别连接数据采集接口电路和数据管理电路，为数据采集接口电路和数据管理电路提供所需的工作电源，所述电源接口电路的一次电源接口输入为航天器平台的100V一次电源，一次电源经电源接口电路中的过流保护、浪涌抑制和抗电磁干扰(EMI)滤波电路后送入DC/DC模块MHF+28512T，将其变换为数据管理电路和数据采集接口电路工作所需的二次电源。所述电源接口电路的输入接口还包括直接遥测遥控信号接口。直接遥测遥控信号接口输入为来自综合电子分系统的加断电控制指令，通过驱动电源接口电路中的磁保持继电器2JB10-2-28B实现一次电源的加载和断开操作，同时磁保持继电器2JB10-2-28B的通断状态开关可连接直接遥测遥控信号接口，通过直接遥测遥控信号接口向综合电子分系统反馈继电器通断状态的遥测信号。