陸榮 扈宗鑫

【摘要】 隨著航天技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，快速空間響應(yīng)型衛(wèi)星的發(fā)展需求脫穎而出，成為當(dāng)前世界航天領(lǐng)域的新熱點(diǎn)?？焖夙憫?yīng)型衛(wèi)星主要有研制周期短、成本投入低、承載載荷不確定等特點(diǎn)，本文提出了一種適應(yīng)快速響應(yīng)型衛(wèi)星的遙測(cè)方案。

【關(guān)鍵詞】 快速響應(yīng) 遙測(cè)

一、前言

為達(dá)到快速生產(chǎn)、快速總裝、快速測(cè)試、快速發(fā)射的目的，提出了快速響應(yīng)型衛(wèi)星，快速響應(yīng)型衛(wèi)星有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：綜合電子系統(tǒng)和即插即用。綜合電子系統(tǒng)是指將衛(wèi)星平臺(tái)傳統(tǒng)的測(cè)控、數(shù)傳、數(shù)管等分系統(tǒng)功能進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)；即插即用是指需要滿足承載載荷不確定的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)快速響應(yīng)衛(wèi)星的遙測(cè)方案。

二、遙測(cè)信息分類

1）工程遙測(cè)數(shù)據(jù)。工程遙測(cè)為衛(wèi)星各設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)，反應(yīng)衛(wèi)星基本健康狀態(tài)。工程遙測(cè)參數(shù)按照信號(hào)特征可分為模擬量、溫度量及數(shù)字量。按照遙測(cè)信息更新的快慢，大體可分為工程快遙測(cè)、工程一般遙測(cè)、工程慢遙測(cè)。

2）內(nèi)存下載數(shù)據(jù)。內(nèi)存下載主要為衛(wèi)星各計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)區(qū)參數(shù)，內(nèi)存下載可按照地面指令按塊下載指定內(nèi)存數(shù)據(jù)，包括延遙存儲(chǔ)區(qū)、遙測(cè)組幀區(qū)、程序變量存儲(chǔ)區(qū)、程控作業(yè)表存儲(chǔ)區(qū)及其它各緩存區(qū)。

3）注數(shù)返回?cái)?shù)據(jù)。為了確保衛(wèi)星對(duì)上行注數(shù)接收的正確性，在必要時(shí)，需要將上行注數(shù)包直接組幀下行轉(zhuǎn)發(fā)。地面根據(jù)上下行數(shù)據(jù)比對(duì)結(jié)果來判斷上行注數(shù)是否有效。

三、遙測(cè)信息格式

遙測(cè)信息格式主要分遙測(cè)幀格式與遙測(cè)包格式，本文以遙測(cè)幀長(zhǎng)256字節(jié)，各字節(jié)依次按W0～W255排序?yàn)槔?/p>

3.1遙測(cè)幀格式

采用符合CCSDS標(biāo)準(zhǔn)的分包遙測(cè)方案，遙測(cè)幀格式主要由幀同步字、幀主導(dǎo)頭、幀副導(dǎo)頭及分包遙測(cè)區(qū)組成，幀格式見下表。

傳送幀格式說明如下：1）幀同步碼：用于遙測(cè)數(shù)據(jù)幀的同步；2）幀主導(dǎo)頭中主要包含：版本號(hào)、衛(wèi)星代號(hào)、幀計(jì)數(shù)、方式字、首導(dǎo)頭指針等；3）幀副導(dǎo)頭：填充衛(wèi)星平臺(tái)物理信道的參數(shù)。4）分包遙測(cè)區(qū)：用于傳送工程遙測(cè)包、內(nèi)存下載數(shù)據(jù)包及注數(shù)返回?cái)?shù)據(jù)包，遙測(cè)分包區(qū)可以按照。

3.2遙測(cè)包格式

遙測(cè)包由包主導(dǎo)頭和包數(shù)據(jù)域組成，包主導(dǎo)頭包含版本號(hào)、包識(shí)別、包順序控制、包長(zhǎng)三部分，如下表所示。

包主導(dǎo)頭：1）版本號(hào)：表示源包格式；2）類型指示：表示遙測(cè)包，與遙控包相區(qū)分；3）副導(dǎo)頭標(biāo)志：表示有無副導(dǎo)頭；4）應(yīng)用過程識(shí)別符：用于區(qū)別產(chǎn)生源包的數(shù)據(jù)源及其種類，應(yīng)用過程識(shí)別符規(guī)定了需要處理的源包和不需要處理的源包；5）分段標(biāo)志：用于遙測(cè)包的分段傳輸；6）包序列計(jì)數(shù)：表示包的連續(xù)性；7）包長(zhǎng)：表示包的長(zhǎng)度；8）數(shù)據(jù)域：用于傳輸遙測(cè)應(yīng)用數(shù)據(jù)。

四、遙測(cè)實(shí)施方案

衛(wèi)星以遙測(cè)幀表的方式進(jìn)行遙測(cè)幀組包、組幀，遙測(cè)幀表是預(yù)先設(shè)置的衛(wèi)星綜合電子計(jì)算機(jī)中，通過遙控方式修改。

4.1遙測(cè)幀表設(shè)計(jì)

遙測(cè)幀表是由遙測(cè)包包識(shí)別、包“快/中/慢”屬性及其他屬性組成的包請(qǐng)求列表。遙測(cè)實(shí)施方案根據(jù)“遙測(cè)幀表”來實(shí)現(xiàn)分包區(qū)遙測(cè)包的填充?！斑b測(cè)幀表”可分為快包幀表、中包幀表、和慢包幀表。

1）遙測(cè)幀表生成。1、衛(wèi)星上預(yù)存快包幀表、中包幀表、慢包幀表。2、可響應(yīng)遙控注數(shù)，通過總線采集各下位機(jī)的電子數(shù)據(jù)表格，并根據(jù)電子數(shù)據(jù)表格中的遙測(cè)包及其快、中、慢屬性，自動(dòng)生成快包幀表、中包幀表、慢包幀表。

2）遙測(cè)幀表調(diào)整。地面可注數(shù)調(diào)整遙測(cè)幀表中遙測(cè)包的“快/中/慢”屬性信息，遙測(cè)包屬性信息調(diào)整后，衛(wèi)星需及時(shí)調(diào)整快包幀表、中包幀表、慢包幀表。例如收到將一個(gè)慢包幀表中的遙測(cè)慢包屬性修改為遙測(cè)快包的命令后，在下一個(gè)時(shí)間周期開及時(shí)調(diào)整快包幀表、中包幀表、慢包幀表。

4.2即插即用設(shè)計(jì)

衛(wèi)星可根據(jù)實(shí)際需求，在衛(wèi)星上即時(shí)安裝設(shè)備（下位機(jī)），安裝的設(shè)備接入系統(tǒng)后，通過總線與綜合電子計(jì)算機(jī)通信，并上報(bào)自身的遙測(cè)幀表，遙測(cè)幀表中包含遙測(cè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度及其快、中、慢屬性，綜合電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)修改更新快包幀表、中包幀表、慢包幀表，實(shí)現(xiàn)即插即用的功能。衛(wèi)星可自主根據(jù)各下位機(jī)的需求分配遙測(cè)資源，衛(wèi)星下位機(jī)的增減不需要更改遙測(cè)軟件。衛(wèi)星頂層設(shè)計(jì)時(shí)需要制定一個(gè)規(guī)范，各下位機(jī)根據(jù)規(guī)范定義自身的遙測(cè)數(shù)據(jù)包以及電子數(shù)據(jù)表格。

五、結(jié)束語

隨著信息技術(shù)、空間技術(shù)的高速發(fā)展和相互結(jié)合，快速響應(yīng)型衛(wèi)星的需求越來越強(qiáng)烈，本文提出的遙測(cè)方案具有即插即用自適應(yīng)以及在軌可編程的優(yōu)點(diǎn)，遙測(cè)數(shù)據(jù)包沒有嚴(yán)格的下傳速率，希望此方案能給出一種新的思路。