CN107612612B - 卫星测控通信*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星测控通信***，其包括：分时复用的通信方式，用于规定遥测采集令、遥控指令在同一条星内现场总线上采用分时复用的方式进行传输；遥测数字信号的实时回传体制，用于规定遥测采集令在星内广播后，对应采集设备将采集到的模拟量进行AD变换或者状态量进行缓存后，将数字信号实时返回发令端，实行一令一采的实时采集和返回的信息交互方式；支持多类型可变长命令信息的一体化格式，满足遥测采集和遥控控制。本发明适用于需自定义串行通信控制器的星载测控信息***，与只规定物理层的传统总线配合，实现星内遥测、遥控信息的一体化高效传输，提高了遥测数据使用的实时性。

Description

卫星测控通信***
技术领域
本发明涉及一种通信***，特别是涉及一种卫星测控通信***。
背景技术
在传统卫星上，平台电子的遥测、遥控功能均由单独设备完成，遥控有遥控译码和发令设备，遥测有通道选择和采集设备，多数情况下遥测的通道选择设备和采集设备也是独立的，按照这种思路设计的卫星，平台电子部分势必设备较多，设备间通信线路也随之增多、信息格式也不统一，随着技术进步，遥测、遥控功能也逐步统一、合并，尤其是按照卫星舱段配置测控设备后，可以实现测控的“一体化分布”管理，这同时就对遥测、遥控信息的星内传输提出了更高的要求，既能够达到优化整星信息流的目的，又极大减轻电缆网重量，另一方面，总线技术在卫星应用上也逐步深入，目前应用较广的是控制器局域网络总线、信息传输总线标准总线，这类总线定义了网络配置***的第一层物理层和第二层数据链路层，但在使用中需要用到中央处理器专用协议芯片来控制，这类器件大多依赖进口，并且占用较多印制板面积，不如同步平衡电压数字接口电路的电气特性接口控制简单、方便，但平衡电压数字接口电路的电气特性接口只定义了物理层，需要在使用中明确一套高效可靠的通信协议。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种卫星测控通信***，其适用于需自定义串行通信控制器的星载测控信息***，与只规定物理层的传统总线配合，实现星内遥测、遥控信息的一体化高效传输，解决了遥测、遥控信息独立传输带来的通信控制器资源多、信号传输数量多的问题，并实现遥测采集数据实时回传，提高了遥测数据使用的实时性。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种卫星测控通信***，其特征在于，其包括：
分时复用的通信方式，用于规定遥测采集令、遥控指令在同一条星内现场总线上采用分时复用的方式进行传输；
遥测数字信号的实时回传体制，用于规定遥测采集令在星内广播后，对应采集设备将采集到的模拟量进行AD变换或者状态量进行缓存后，将数字信号实时返回发令端，实行一令一采的实时采集和返回的信息交互方式；
支持多类型可变长命令信息的一体化格式，满足遥测采集和遥控控制。
优选地，所述分时复用的通信方式包括四个信号，分别是时钟、测控框、命令以及遥测数据，时钟、测控框、命令三个信号由命令发送设备输出，测控框以两百个时钟为周期，测控框为高电平期间，命令线上传送遥测采集令，为周期传送；测控框为低电平期间，命令线上传送遥控命令，为突发传送。
优选地，所述遥测数字信号的实时回传体制的具体内容如下：遥测采集令按照上述通信方式周期发送给命令接收设备，命令接收设备在每个遥测采集令结束后的第十八个时钟上升沿到来之前准备好遥测数据，然后在第十八个时钟上升沿开始发送。
优选地，所述支持多类型可变长命令信息的一体化格式包括命令信息格式包括单元号、模块号、状态字、通道号或数字信息四个数据域。
本发明的积极进步效果在于：本发明能够实现遥测采集指令、遥控指令在相同卫星现场总线上的分时复用传输，尤其支持遥测数据的数字信号的实时回传体制、符合多类型要求的命令信息的一体化格式，适用于卫星平台电子的遥测、遥控信息的一体化高效传输。
附图说明
图1为本发明分时复用及遥测数字信号实时回传时序图。
图2为本发明通信协议层结构图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
如图1至图2所示，本发明卫星测控通信***包括：
分时复用的通信方式，用于规定遥测采集令、遥控指令在同一条星内现场总线上采用分时复用的方式进行传输；
遥测数字信号的实时回传体制，用于规定遥测采集令在星内广播后，对应采集设备将采集到的模拟量进行AD(模数)变换或者状态量进行缓存后，将数字信号实时返回发令端，实行一令一采的实时采集和返回的信息交互方式；
支持多类型可变长命令信息的一体化格式，满足遥测采集和遥控控制。对于遥控控制，既可用于开/关型单脉冲指令，也可用于驱动类带参数指令，并且参数长度也可根据需要进行一定扩展。
分时复用的通信方式包括四个信号，分别是时钟、测控框、命令以及遥测数据，时钟、测控框、命令三个信号由命令发送设备输出，测控框以两百个时钟为周期，测控框为高电平期间，命令线上传送遥测采集令，为周期传送；测控框为低电平期间，命令线上传送遥控命令，为突发传送，定义高电平信号表示码位“1”，低电平信号表示码位“0”；时钟小于等于四百比特率；码型为非归零电平编码；时钟上升沿置数、下降沿取数。
遥测数字信号的实时回传体制的具体内容如下：遥测采集令按照上述通信方式周期发送给命令接收设备，命令接收设备在每个遥测采集令结束后的第十八个时钟上升沿到来之前准备好遥测数据，然后在第十八个时钟上升沿开始发送。
支持多类型可变长命令信息的一体化格式包括命令信息格式包括单元号、模块号、状态字、通道号或数字信息四个数据域，如表1，
表1
单元号 模块号 状态字 通道号或数字信息
其中“单元号”用于识别接收设备，使得本协议支持广播命令；“模块号”用于识别接收设备的模块；“状态字”在发送遥测采集令时用于识别电平采集、状态采集、脉冲采集、数组采集不同采集状态，在发送遥控命令时用于识别不同的遥控指令类型，具体有：单脉冲指令、比例指令、并行指令、矩阵指令、数组指令；“通道号或数字信息”在发送遥测采集令时用于选通遥测采集通道，在发送单脉冲类型遥控指令时用于识别指令发送通道，当遥控命令为比例指令、并行指令、矩阵指令、数组指令类型时，该数据域则用于传送控制信息内容，交由下一级遥控接收设备进行识别，具体内容进行个性化定制，从而为本通信协议提供了功能扩展接口。
所述的分时复用的通信方式用于规定遥测采集令、遥控指令在同一条星内现场总线上采用分时复用的方式进行传输。
所述的遥测数字信号的实时回传体制用于规定遥测采集令在星内广播后，对应采集设备将采集到的模拟量进行电子产品开发***变换或者状态量进行缓存后，将数字信号实时返回发令端，实行“一令一采”的实时采集和返回的信息交互方式。
所述的支持多类型可变长命令信息的一体化格式满足遥测采集和遥控控制，对于遥控控制，既用于开关型单脉冲指令，也用于驱动类带参数指令，并且参数长度也根据需要进行一定扩展。
本发明的工作原理如下：本发明分时复用及遥测数字信号实时回传时序图，发送设备发送时钟、测控框、命令，测控框为高电平期间，发送遥测采集令，为周期传送；测控框为低电平期间，发送遥控命令，为突发传送，命令接收设备接收到遥控命令后立即执行，接收到遥测采集令后在采集令结束后的第十八个时钟上升沿到来之前准备好遥测数据，然后在第十八个时钟上升沿开始将遥测数据以串行形式发送给命令发送设备，本发明支持多类型可变长命令信息的一体化格式，接收设备接收命令信息后，首先识别“单元号”，只执行属于本机的命令信息，否则丢弃不用，本数据域长度三比特，最多支持八台接收设备，对属于本机的命令信息，将“单元号”后面的命令信息发送给后级各模块处理，接收设备的各模块识别“模块号”，只执行属于本模块的命令信息，否则丢弃不用，本数据域长度四比特，最多支持十六个模块，符合模块化设计要求，对属于本模块的命令信息进行译码，识别出“状态字”，本数据域长度三比特，在发送遥测采集令时最多支持八种采集类型，可以涵盖卫星采集遥测的所有类型，包括电平采集、状态采集、脉冲采集、数组采集，对于电平采集又可以区分出常规电平采集和高精度采集，在发送遥测采集令时最多支持八种遥控控制类型，可以涵盖卫星遥控控制的所有类型，包括单脉冲指令、比例指令等带参数的指令，“通道号或数字信息”为具体的命令信息，在发送遥测采集令时表示采集通道，在发送遥控命令时可以表示指令译码输出通道，也表示控制信息内容，“通道号”长度六比特，最多支持六十四个通道，按照模块尺寸和遥测遥控芯片尺寸大小比例，该数量可以满足遥测遥控的最大需求，“数字信息”长度七十二比特，内容进行个性化定制，提供灵活多变的应用场景。
综上所述，本发明适用于需自定义串行通信控制器的星载测控信息***，与只规定物理层的传统总线配合，实现星内遥测、遥控信息的一体化高效传输，解决了遥测、遥控信息独立传输带来的通信控制器资源多、信号传输数量多的问题，并实现遥测采集数据实时回传，提高了遥测数据使用的实时性。本发明用于卫星遥测、遥控指令的总线通信协议，能够实现遥测采集指令、遥控指令在相同卫星现场总线上的分时复用传输，尤其支持遥测数据的数字信号的实时回传体制、符合多类型要求的命令信息的一体化格式，适用于卫星平台电子的遥测、遥控信息的一体化高效传输。
以上所述的具体实施例，对本发明的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种卫星测控通信***，其特征在于，其包括：
分时复用的通信方式，用于规定遥测采集令、遥控指令在同一条星内现场总线上采用分时复用的方式进行传输；
遥测数字信号的实时回传体制，用于规定遥测采集令在星内广播后，对应采集设备将采集到的模拟量进行AD变换或者状态量进行缓存后，将数字信号实时返回发令端，实行一令一采的实时采集和返回的信息交互方式；
支持多类型可变长命令信息的一体化格式，满足遥测采集和遥控控制。
2.如权利要求1所述的卫星测控通信***，其特征在于，所述分时复用的通信方式包括四个信号，分别是时钟、测控框、命令以及遥测数据，时钟、测控框、命令三个信号由命令发送设备输出，测控框以两百个时钟为周期，测控框为高电平期间，命令线上传送遥测采集令，为周期传送；测控框为低电平期间，命令线上传送遥控命令，为突发传送。
3.如权利要求1所述的卫星测控通信***，其特征在于，所述遥测数字信号的实时回传体制的具体内容如下：遥测采集令按照上述通信方式周期发送给命令接收设备，命令接收设备在每个遥测采集令结束后的第十八个时钟上升沿到来之前准备好遥测数据，然后在第十八个时钟上升沿开始发送。
4.如权利要求1所述的卫星测控通信***，其特征在于，所述支持多类型可变长命令信息的一体化格式为命令信息格式，其中，所述支持多类型可变长命令信息的一体化格式包括单元号、模块号、状态字、通道号或数字信息四个数据域，所述支持多类型可变长命令信息的一体化格式支持遥测采集令、遥测数据返回、遥控指令的应用场景，并通过状态字进行区分，其中：
所述单元号用于识别接收设备，使得本协议支持广播命令；
所述模块号用于识别接收设备的模块；
所述状态字在发送遥测采集令时用于识别电平采集、状态采集、脉冲采集、数组采集不同采集状态，在发送遥控命令时用于识别不同的遥控指令类型，具体有：单脉冲指令、比例指令、并行指令、矩阵指令、数组指令；
所述通道号或数字信息在发送遥测采集令时用于选通遥测采集通道，在发送单脉冲类型遥控指令时用于识别指令发送通道，当遥控命令为比例指令、并行指令、矩阵指令、数组指令类型时，所述通道号或数字信息数据域则用于传送控制信息内容，交由下一级遥控接收设备进行识别。
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