[发明专利]一种卫星星座信息传输管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种卫星星座信息传输管理方法，尤其是一种测控信息传输管理方法，属于卫星测控领域。

背景技术

随着国内以群体协同工作模式的卫星星座研究的快速发展，对星座卫星的实时测控也就成了备受关注的内容。

星座通常由多颗卫星共同组成，实现比单颗卫星更大的覆盖。在卫星数量较多的情况下，采用对每颗过境卫星建立测控链路实现独立测控的方式存在两个问题：一个是单颗卫星前后两次经过测控覆盖区的时间间隔较大，无法对卫星实现实时测控；二是占用大量的通信信道资源，测控任务大，成本高，地面操作复杂。

目前通过单颗卫星(主星)与地面测控站建立测控链路实现对整个星座的信息管理方法主要是在星座中选择任意一颗卫星作为主星，其它卫星作为副星；在地面利用与主星之间的测控链路传递遥测遥控信息；主星和副星之间通过星间测控链路实现测控信息的交换。

这种方法较好的解决了利用单颗卫星实现对整个星座的测控问题。对于实现区域覆盖，卫星数量较少，卫星间距较近的星座具有一定的实用价值。但是对于星座卫星数量较多的情况，这种测控信息管理模式具有相当的局限性。第第一、只能采用一颗卫星实现测控信息的交换，不能同时采用两颗或以上的卫星完成对星座系统所有卫星的测控。第二、只能利用由应答机建立的地面测控链路进行测控信息的交换。第三、副星之间不进行测控信息的交换，只接收主星的遥控信息。对于数量庞大的卫星星座，这是不可能的。第四、星座的遥控指令采用一个数据块传输，不管卫星的数目多少，都会增加星上网络的拥塞。第五、星间测控信息的传递方式没有采用星上自动路由查找功能。第六、遥测信息需要在主星汇集，不仅增加了主星的存储负担，同时也影响了遥测的实时性，对测控链路的传输码速率也提出了更高的要求。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种卫星星座信息传输管理方法，不仅提高了星座测控的可靠性，而且提高了星座测控的时效性，还提高了星座信息传输管理的灵活性，优化了通信信道，简化了地面操作。

本发明的技术解决方案是：一种卫星星座信息传输管理方法，步骤如下：

(1)选择主星：根据卫星星座的可见性，将轨道周期划分为n个时间段，针对每个时间段星座与地面的连接情况，为每个时间段选择主星，可以选择能够与星座建立链路的所有卫星作为主星，也可以选择其中的一颗或者几颗作为主星；所述的n为自然数；

(2)路由表的生成：主星选择完毕以后，根据每个时间段星座网络的拓扑进行路由表的生成；

(3)测控区域的划分：生成路由表后，对于具有两个或两个以上主星的时间段，地面站对所负责的卫星进行划分，由不同的地面站发起对不同卫星的测控；

(4)测控方式的配置：测控区域划分完毕后，根据步骤(2)得到的路由表为每颗卫星的每个时间段选取测控方式，生成测控方式配置表，在卫星发射之前对卫星注入路由表、路由表启用的时间，以及测控方式配置表；

(5)遥控信息上传：根据步骤(4)配置的测控方式，地面站对每颗卫星的遥控信息按照配置链路的格式进行封装，通过无线链路上传到主星；

(6)接收遥控信息：主星收到地面传来的遥控信息，根据目的地址字段进行地址的判读，若为本地卫星的遥控信息，则由星务中心计算机进行转发，若不是本地卫星的遥控信息，则由星间链路根据星间测控单元寻得的路由转发到下一跳卫星；副星通过星间链路接收本地卫星的遥控信息；

(7)遥测信息下传：每颗卫星由其星务中心计算机收集遥测信息，然后以地面站为目的地址，通过路由表查找路由，再通过主星把每颗卫星的遥测信息下传。

所述步骤(2)中生成路由表的过程为：根据拓扑的变化时间，将轨道周期分成n’个时间段，再由步骤(1)得到的n个时间段，按照时间先后排序的原则对两个时间段进行合并；得到合并后的时间段后，再根据星座与地面连接情况和星座的空中连接情况为每个时间段建立网络拓扑，然后根据此网络拓扑采用路径最短的原则进行路由表的生成；所述的n、n’均为自然数。

所述步骤(3)中地面站对所负责的卫星进行划分的方法是：以地面站为源，以各星为目的，路由表项中跳数最少。

所述步骤(4)中的测控方式包括三种：方式1为卫星与地面测控站通过应答机建立通信链路；方式2为卫星与地面信关站通过馈电链路建立通信链路；方式3为卫星无法与地面站建立链路，只能通过星间链路进行测控。