[发明专利]适用于惯性空间指向空间天文卫星的数据处理与传输系统

说明书

本发明公开了一种适用于惯性空间指向空间天文卫星的数据处理与传输系统，包括：数据处理模块，用于从多种有效载荷数据源接收载荷科学观测数据，对载荷科学观测数据进行数据复接、格式编排和信道编码处理，得到处理后的科学数据；数据存储模块，用于对处理后的科学数据按照分区策略进行存储和回放；射频通道模块，用于对处理后的科学数据进行射频调制和功率放大处理，得到射频信号；以及，通过控制波导开关的闭合，选择指定对地发射天线将射频信号辐射出去。本发明实现了用于惯性空间观测的科学试验卫星不中断观测情况下，以任意对地姿态完成数据传输；同时，提高了系统效率、简化了系统组成，提高了系统能力、降低了成本。

技术领域

本发明属于数据处理与传输技术领域，尤其涉及一种适用于惯性空间指向空间天文卫星的数据处理与传输系统。

背景技术

数据处理与传输系统就是装载在空间飞行器上，实现对各种遥感数据、电子侦察数据、科学实验数据的压缩、CCSDS数据复接、加密和存储、调制、通过天线对地面接收站和中继卫星进行数据传输的系统。

星载数据处理与传输系统在功能上一般分成数据处理存储和射频通道两部分。数据处理存储部分要完成多种载荷数据的接收、格式编排和存储、数据回放等功能。射频通道部分，主要完成回放数据的射频调制、放大和下传等功能。数据处理存储部分实时接收遥感器输出数据进行数据压缩，压缩后数据经数据处理器完成数据格式编排形成基带数据，基带信号或存储在记录回放设备中或通过射频通道直接下传。射频通道部分，数传天线保证传输过程中对地面站的增益覆盖是数传系统设计的一个关键环节。对一般的三轴对地定向姿态卫星，通常使用地球匹配赋型波束或可动点波束天线实现对地面站的增益覆盖。地球匹配赋型波束天线虽然在三轴对地定向卫星上可以很好的实现增益覆盖，提高功率利用率。但在非对地定向姿态卫星中则不能使用。而可移动点波束天线由于天线增益高，主要用于高速数传系统中，由于采用机械转动机构，存在成本高、可靠性低，同时机械转动会对卫星的姿态稳定度带来影响。

空间天文卫星的观测对象通常是宇宙中遥远的天体目标，其姿态模式通常是惯性空间定向、对日定向、慢旋巡天等，基本不采用对地定向姿态。而且天文卫星观测的大部分为遥远的天体，对卫星的姿态稳定度要求较高。基于上面因素考虑采用地球匹配赋型波束天线不能满足要求，而机械转动点波束天线由于成本、可靠性和姿态扰动的原因也不适用与天文卫星。

数据处理与存储方面，以往的数传系统通常为短时工作载荷提供数据下传，载荷数据产生的速率(或者数据压缩后)与数传下传的速率相近，因此数据处理环节与回放环节的要求相近，且往往采用在轨短期工作模式。

空间天文卫星通常具有多种科学载荷，在轨采用长期工作模式，各载荷数据率各不相同，且出现机遇观测目标(暴发源等)时，部分载荷的数据量将会呈现数倍的增加，这些都对数传系统的优化设计提出了更高的要求。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种适用于惯性空间指向空间天文卫星的数据处理与传输系统，实现了用于惯性空间观测的科学试验卫星不中断观测情况下，以任意对地姿态完成数据传输；同时，提高了系统效率、简化了系统组成，提高了系统能力、降低了成本。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种适用于惯性空间指向空间天文卫星的数据处理与传输系统，包括：

数据处理模块，用于从多种有效载荷数据源接收载荷科学观测数据，对载荷科学观测数据进行数据复接、格式编排和信道编码处理，得到处理后的科学数据；

数据存储模块，用于对处理后的科学数据按照分区策略进行存储和回放；

射频通道模块，用于对处理后的科学数据进行射频调制和功率放大处理，得到射频信号；以及，通过控制波导开关的闭合，选择指定对地发射天线将射频信号辐射出去。

在上述适用于惯性空间指向空间天文卫星的数据处理与传输系统中，数据处理模块，包括：