[发明专利]一种多星地面组网远程对接测试系统

说明书

本发明提供了一种多星地面组网远程对接测试系统，属于航天任务大型地面试验领域。该系统包括L颗待测卫星、K套卫星模拟器、空间信道模拟器、J套地面测试设备，所述待测卫星与空间信道模拟器之间远程连接，两者之间传输的射频信号延时为固定延迟T；空间信道模拟器，计算得到K+L颗卫星、J套地面测试设备间的上行、下行和星间链路时延和频偏，采用计算得到的频偏，修正待测卫星、卫星模拟器和地面测试设备之间的射频信号的频偏，同时，采用计算到的时延T1减去固定延迟T，修正每颗待测卫星与卫星模拟器、地面测试设备之间的射频信号的时延，按照修正后延时T1‑T，将所收到的射频信号延时之后，转发至相应的卫星模拟器、地面测试设备或者待测卫星。

技术领域

本发明一种多星地面组网远程对接测试系统，适用于北斗三号系统星间链路地面试验，以及其他航天任务大型地面试验，属于卫星导航测试技术领域。

背景技术

随着中国北斗卫星导航系统的建设，逐步从服务亚太地区的北斗二号区域导航系统发展成为服务全球的北斗三号全球导航系统，其最大的变化就是引入星间链路技术，将多颗卫星互联在一起，实现卫星之间的信息传输和交换，其功能主要是让星与星之间实现了通信、测距，进而提升导航系统的自主可控能力。通过星间链路，将实现北斗卫星全球系统自主导航。提供测定轨道和授时精度，并减少对地面布站的依赖，有效降低系统的运行管理成本，极大提高战时系统抗摧毁能力。

由于卫星发射成本高昂，社会影响大，为了确保北斗型号任务万无一失，在卫星发射前需要开展大量地面试验，全部试验开销可以达到型号总经费的一半左右，地面试验在北斗型号任务中的地位举足轻重。两家卫星总体单位航天五院和上海微小卫星创新研究院研制的北斗卫星技术状态存在差异，需要两种技术状态的真实卫星互联互通开展星间链路试验，才能充分验证星间链路网络层协议的匹配性；需要多个卫星节点组网构成一定规模的星座，与星间链路管理系统、运行控制系统、测控系统等地面测控设备进行实时信号信息交互，才能充分验证系统间接口及信息处理流程的匹配性和协调性和自主导航等功能的可行性。

传统的单星单链路地面综合对接试验，两家卫星总体单位分别研制代表各自真实卫星部分单机技术状态的卫星模拟器，搬移到对方卫星厂房开展针对特定功能的对接试验。单独研制卫星模拟器成本高，只能实现部分真实卫星功能，可验证项目有限；卫星模拟器与真实卫星的技术状态存在差异，对接试验的真实性有限；由于总经费有限，卫星厂房面积有限，不宜研制生产多套卫星模拟器和大量地面测试设备放置在卫星厂房与待测真实卫星开展多星组网对接试验。因此，传统的单星单链路地面综合对接试验只能完成星间链路接口匹配性验证和链路层验证；不能实现网络层协议层验证。

传统的单星单链路地面综合对接试验无法完成上述验证任务，必须开展有两家卫星厂房中真实卫星参加的多星多链路综合对接试验。然而北斗系统的两家卫星总体单位航天五院、上海微小卫星创新研究院分别位于北京和上海，将卫星总装厂房的待测卫星及大量配套保障设备在发射前进行上千公里的搬移开展综合对接试验并不现实，需要解决射频信号远距离(上千公里)传输才能实现多星多链路异地综合对接试验。

发明内容

本发明的技术解决问题是：提出一种多星地面组网远程对接测试系统，解决北斗三号系统星间链路地面试验问题。

本发明的技术解决方案是：一种多星地面组网远程对接测试系统，该系统包括L颗待测卫星、K套卫星模拟器、空间信道模拟器、J套地面测试设备，所述卫星模拟器、空间信道模拟器、地面测试设备之间有线连接，待测卫星与空间信道模拟器之间远程连接，L≥1，K≥1，J≥1，其中：

K套卫星模拟器，每套卫星模拟器用于实时模拟一颗导航卫星，发送卫星射频信号至空间信道模拟器；

J套地面测试设备，每套地面测试设备用于实时模拟地面运控站、地面测控站、星间链路运管站或者用户终端，发送地面射频信号至空间信道模拟器；

L颗待测卫星，发送卫星射频信号至空间信道模拟器；