管清華 郭志寧 王喜奎 方軼 崔佳

（1中國航天標準化研究所，北京，100071；2戰(zhàn)略支援部隊，北京，100193；3上海航天電子通訊設(shè)備研究所，上海，201109）

為適應(yīng)衛(wèi)星快速響應(yīng)需求，實現(xiàn)衛(wèi)星批量生產(chǎn)、集中交付、高密度發(fā)射、可靠運行、提高經(jīng)費利用率，本文梳理了通信、偵察、遙感等領(lǐng)域衛(wèi)星型號對測控終端的應(yīng)用需求，在統(tǒng)籌現(xiàn)有成熟產(chǎn)品、在研產(chǎn)品和未來規(guī)劃產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，規(guī)劃建立了星載測控終端型譜、終端功能單機型譜，作為后續(xù)星載測控終端和單機產(chǎn)品研發(fā)、狀態(tài)鑒定、選擇使用和更新?lián)Q代等工作的依據(jù)。

1 需求與現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀

目前，不同衛(wèi)星平臺在頻段、鏈路傳輸能力、抗干擾能力、測距能力、測控模式兼容性等方面有著不同的測控需求，為了滿足這些需求，星載測控終端呈現(xiàn)出狀態(tài)多樣性的特點：①頻段多樣性。星載測控終端所使用的頻段覆蓋了UHF/VHF、S、C、X、Ku、Ka等多個頻段，不同的衛(wèi)星型號根據(jù)產(chǎn)品基本情況和當時歷史條件選擇不同的測控頻段。②測控數(shù)據(jù)速率多樣性。既存在常規(guī)低速遙控遙測數(shù)據(jù)傳輸需求，也存在在原來基礎(chǔ)上擴展的測控數(shù)傳一體化體制（“數(shù)傳”指低速數(shù)傳，下同）中上下行高達1Mbps的測控數(shù)據(jù)傳輸需求。③抗干擾能力多樣性。在非相干擴頻體制下寬帶干擾抑制能力的基礎(chǔ)上，衛(wèi)星提出了對抗條件下更高的抗干擾能力需求，將寬帶抗干擾能力由15dB提高至45dB以上。④測量能力多樣性。目前統(tǒng)一載波體制下測距精度為10米左右，非相干擴頻體制下測距精度為1米左右，為了適應(yīng)高軌衛(wèi)星高精度測定軌需求，提出了厘米級測距精度要求。⑤測控模式多樣性。目前測控有地基測控和中繼測控，多數(shù)星載測控終端為單模式測控，為優(yōu)化星上測控設(shè)備，提出了天地一體化測控、多模式集成的綜合測控需求。

此外，為了提升大規(guī)模星座的測控管理能力，提出了隨遇測控等新的測控能力需求，上述多種能力需求并存，進一步增加了星載測控終端的多樣性。

1.2 問題

作為衛(wèi)星平臺的關(guān)鍵設(shè)備，為適應(yīng)多樣性需求，星載測控終端產(chǎn)品線豐富、產(chǎn)品類型多樣，很好地滿足了不同衛(wèi)星的測控需求。但是目前未在測控終端層面建立型譜，衛(wèi)星型號使用的終端多為定制化設(shè)計、多樣化選用。型號與型號之間，特別是不同院所的衛(wèi)星型號之間，完成相同測控功能的終端，其研制要求和實現(xiàn)方案存在一定差異。上述差異引起性能指標不同，不利于單機產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)固化與成熟度提升，在單機產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)控制、單機間匹配性測試、星地對接驗證等環(huán)節(jié)增加了大量工作，亟需在終端層面建立型譜。

1.3 需求

1.3.1 低軌衛(wèi)星

低軌衛(wèi)星分為可加裝中繼功能的衛(wèi)星和不宜加裝中繼功能的衛(wèi)星?？杉友b中繼功能的衛(wèi)星發(fā)射及早期軌道段測控功能需求為對地S頻段測控和中繼S頻段測控，在軌運行段測控功能需求為對地S頻段測控、中繼S頻段測控、S頻段擴跳頻測控和S頻段隨遇接入。不宜加裝中繼功能的衛(wèi)星發(fā)射及早期軌道段測控功能需求為對地S頻段測控，在軌運行段測控功能需求為對地S頻段測控、S頻段擴跳頻測控和S頻段隨遇接入。

1.3.2 高軌衛(wèi)星

高軌衛(wèi)星可分為可加裝中繼功能的衛(wèi)星、不宜加裝中繼功能的衛(wèi)星和具有高精度測控需求的衛(wèi)星。可加裝中繼功能的衛(wèi)星發(fā)射及早期軌道段測控功能需求為對地S頻段測控和中繼S頻段測控，在軌運行段測控功能需求為對地Ka頻段測控、對地S頻段測控和中繼S頻段測控。不宜加裝中繼功能的衛(wèi)星發(fā)射及早期軌道段測控功能需求為對地S頻段測控，在軌運行段測控功能需求為對地Ka頻段測控和對地S頻段測控。具有高精度測控需求的衛(wèi)星發(fā)射及早期軌道段測控功能需求為對地S頻段測控和中繼S頻段測控，在軌運行段測控功能需求為對地Ka或S頻段高精度測控和對地S頻段測控。

2 工作原則

按照“總結(jié)過去、支撐現(xiàn)在，引領(lǐng)未來”的基本原則，以“減、加、統(tǒng)”的思路，在現(xiàn)有航天科技集團星箭產(chǎn)品型譜基礎(chǔ)上，對相關(guān)需求不符合項做減法，對2030年前能力增量做加法，綜合形成星載測控終端型譜。

3 命名規(guī)則

3.1 測控終端型譜特征參數(shù)確定

按測控終端的技術(shù)特征區(qū)分，將測控終端型譜的第一特征參數(shù)選擇為上下行工作頻段，分為S頻段和Ka頻段；第二特征參數(shù)選擇為測控體制方式，分為擴頻調(diào)制和擴跳頻調(diào)制；第三特征參數(shù)選擇為測控功能，包括非相干擴頻測控、測控數(shù)傳一體化、天地一體化測控、高精度測距測控、中繼測控、隨遇測控、綜合測控、高軌擴跳頻測控、低軌擴跳頻測控。

3.2 測控終端型譜代號編制說明

測控終端型譜代號由產(chǎn)品名稱代號、特征代號組成，其形式如圖1所示。測控終端名稱代號規(guī)定為由測控終端的漢語拼音首字母組成，即CKZD。測控終端特征代號用3位數(shù)字表示，第1位表示工作頻段，第2位表示工作體制，第3位表示測控功能，具體代碼見表1～表3。例如，CKZD-332代表S頻段天地一體化測控終端，CKZD-745代表Ka頻段高軌擴跳頻測控終端。

圖1 型譜代號示意圖

表1 工作頻段代碼

表2 工作體制代碼

表3 測控功能代碼

4 測控終端型譜

測控終端在衛(wèi)星與測控地面站、中繼星之間提供雙向信息傳輸信道，配合測控地面站、中繼星共同完成對衛(wèi)星的跟蹤、測量、遙控、遙測等任務(wù)。根據(jù)衛(wèi)星測控終端應(yīng)用需求確定測控終端類型，按照頻段、體制、功能3個層級對測控終端類型進行劃分。其中，按頻段可分為S頻段和Ka擴頻；按體制可分為擴頻和擴跳頻；按功能還可細分為對地非相干擴頻測控終端、對地測控數(shù)傳一體化終端、天地一體化測控終端、對地高精度測距測控終端、中繼測控終端、隨遇測控終端、綜合測控終端、擴跳頻測控終端等。測控終端型譜見表4。

表4 測控終端型譜

本文梳理了通信、偵察、遙感等領(lǐng)域衛(wèi)星型號對測控終端的應(yīng)用需求，規(guī)劃建立了星載測控終端型譜，為后續(xù)星載測控終端和單機的產(chǎn)品研發(fā)、狀態(tài)鑒定、選擇使用和更新?lián)Q代等工作奠定了基礎(chǔ)。