卫星运行控制系统体系结构研究
平流层卫星轨道控制系统研究

速会 逐渐减 小 , 达一 定 高 度 后 , 速减 为 零 , 着 到 风 随
高度 的继 续增 加 , 向变为 东 风 。图 1 示 为北 半 风 所 球某 地 , 月份 的风 速随 高度分 布示 意 图。 单
收 稿 1 :080 . ; 修 回 1 :080 .0 3期 20 .72 0 3期 20 .83
符 文 星 ,朱 苏朋 闰 杰 , ,吴 志红
(. 工业大学航天学院, 安 7 02 2 1 西北 西 1 7; .中国 0 空间技术研 究院, 北京 1 0 ) 0 9 04
摘 要 :近 年 来 , 国 都 在 开 展研 究 各 类 平 流 层 飞 行 器 。 平 流 层 卫 星 是 一 种 新 型 低 成 本 、 能 耗 平 流 层 飞 行 各 低 器 , 用 气 动 帆 实 现 轨 迹 控 制 , 距 离 地 面 3K 高 度 沿 东 西 方 向环 绕 地 球 运 动 。首 先 分 析 了 平 流 层 卫 星 运 行 的 风 采 在 5m 场 环境 , 出 了 平 流 层 卫 星 的 组 成 以及 轨迹 控制 原理 , 立 了球 体 运 动 学 模 型 和 气 动 帆 运 动 学 模 型 , 进 行 了不 同 给 建 并
度随高 度变 化很 小 , 上部 由于臭氧 层 的存 在 , 吸收 太
间长 、 动性强 , 其 缺 点 是可 用 有 效 载荷 能力 小 , 机 但 且 只能搭 载分 布式 载 荷 , 目前 还 不 能搭 载 类 似 侦察
相 机 、 达等集 中式 载 荷 。平 流 层 飞艇 利 用 浮 力原 雷
阳紫外 辐射使 大 气 温度 增 加 , 种 下冷 上热 的逆 温 这
结构使 平流 层 大气 稳 定 , 下 对 流很 弱 。 空气 大 多 上 作水平 运 动 , 向 主要 为 东西风 向 。 风 在北 半球 , 平流层 风 场 中存 在一个 零风 带位 置 。 平 流层下 部为 著名 的西风 带 , 随着 高度 的上升 , 但 风
卫星天线伺服控制系统研究

| 工程技术与应用| Engineering Technology and Application·24·2016年10月卫星天线伺服控制系统研究景丹玉,韩 刚(91917部队,北京 102400)摘 要:在进行卫星通信过程中,天线的快速、准确、精密、稳定将会直接决定其通信质量的高低,因此需要采取措施构建一个安全、可靠、稳定的通信链路,以确保其通信过程的顺利进行。
文章对卫星天线伺服控制系统给予介绍和探讨。
关键词:卫星天线;伺服控制系统;工作原理;数学模型中图分类号:TN828.5 文献标志码:A 文章编号:2096-2789(2016)10-0024-011 卫星天线伺服控制系统简介1.1 卫星天线伺服系统的工作原理在进行卫星天线伺服系统设计过程中,要按照星载计算机预先设定的天线转向命令,来使两个方向天线转向设定的位置,从而进行数据传输任务。
其卫星天线系统常用频段主要有C、Ku、Ka等。
而卫星电视广播常选择C 频段。
Ka频段主要是向客户提供千兆比特级的数字传输、高速的卫星通信、高清数字电视以及一些个人通信业务。
以Ku频段的机载卫星天线伺服控制系统为例,它可以高精度的快速、准确的实现对目标卫星的校正,构建安全、稳定的持续信号输出链路,以实现通信服务。
天线平台和伺服平台是双系统的两种平台体制,后者具有两个不同的正交自由的天线座,分别是俯仰天线座和方位天线座。
与单平台的设计方案相比,上述结构的设计不仅可以有效提高伺服系统的带宽范围,而且还能够在一定程度上提升系统的谐振效率。
卫星天线伺服系统主要由以下几部分组成,分别是伺服电动机、限位开关、角度传感器、伺服控制器、测速电动机、PWM伺服控制驱动器、减速器等。
在伺服控制器系统中,俯仰和方位以对星开始,根据GPS数据来对计算机和卫星实现控制,并实时监测天线载机的飞行状态,以准确的得出俯仰的角度、天线的方位等信息,通过坐标换算可以得到相应的载体坐标系角度,最后借助一定的手段进行方位闭环的调整,可以使天线准确对准卫星,从而有效的实现卫星通信。
背包式小卫星总体设计研究

背包式小卫星总体设计研究在卫星技术的不断发展中,背包式小卫星作为一种新型的卫星形态,因其轻量化、易部署等特点受到了广泛关注和研究。
这一小型化的卫星是为了适应更广泛的应用场景而设计的,可以被快速部署到任何目标轨道上,是未来卫星技术发展的重要方向之一。
本文将从背包式小卫星的总体设计方面为您介绍该卫星的构成和实现。
背包式小卫星的构成背包式小卫星主要包括载荷系统、姿态控制系统、通信系统和电源系统四大部分,为了使卫星实现最优的性能和功能,这些部分需要进行完善的设计和合理的集成。
1. 载荷系统载荷系统是背包式小卫星的核心部分之一,它是卫星的主要任务载荷,包括图像设备、光学设备、天线设备等,根据卫星实际应用需求进行设计。
具体来说,载荷系统需要满足以下几个方面的要求:(1)可靠性高:作为核心部分之一,载荷系统的可靠性直接影响卫星的任务效果和寿命;(2)体积小:背包式小卫星内部空间有限,载荷系统体积不能过大,否则会影响卫星整体的可部署性;(3)重量轻:小卫星需要轻便可携带,载荷系统过重会影响其适应性和寿命。
2. 姿态控制系统姿态控制系统包括轨道控制系统和姿态控制系统两部分,其主要功能是根据任务需求控制卫星的位置和方向。
具体来说,姿态控制系统需要完成以下几方面的任务:(1)轨道控制:通过对卫星姿态和速度进行调整,保证卫星始终在预定的轨道上运行;(2)状态检测:定期对卫星的姿态、状态和运行情况进行检测和监测,并在发现问题时及时进行修复和处理;(3)姿态控制:根据任务需要,调整卫星的姿态和方向,实现卫星在不同轨道上的运行。
3. 通信系统通信系统是背包式小卫星连接外部信息的重要媒介,它负责卫星与地面站和其他卫星之间的数据交换和信息传递。
具体来说,通信系统需要满足以下几个方面的要求:(1)可靠性高:通信系统需要在各种极端环境下都能正常工作,并保证数据传输的精准和可靠;(2)覆盖范围广:卫星在运行时可能处于不同的轨道上,通信系统需要具备覆盖范围广的特点,以便能够在不同的站点进行信息交换;(3)数据传输速度快:背包式小卫星的数据传输需要在短时间内完成,通信系统需要具备高速数据传输的能力。
卫星地球站自动化运行管理系统的设计与实现

维护 统中 各 设备, 且 通信系 通 系 运行 安 性和 靠 减少 班 的 动 系 的 种 并 使 信 筝 的 全 可 性, 值 人员 劳 强
统 安全可 靠的运 行 ,一 套功能 强大的 自 度 ,降低技 术要求 ,减少人 员投 入 ,为最 终实现地球站无 动化运 行管理是不可缺少的 。 人值班 、有 人留守奠定基础 。
维普资讯
摘要 :
针对卫星通信 系统 的传输故 障定位 困难 、干扰 判断复 杂和 处理 不及时的 情 况,为确保 通信 系统 的正 常运行 和传 输质 量 ,采用 网络技 术和数据采 集技 术研 制 了一种通用的卫星地球 站 自动化运 行管理 系统。本文对 该 系统的组成及 功 能 进行 了较详细的描述 ,给 出了系统设 计方案和 工程 实施 方案 。该 系统成 功运 用 到某卫星地球站后 ,极 大提 高了该地球站传输 故障 定位 和干扰判断 的准确性和 处理的及时性 ,并将 干扰的处理 时间缩短 为秒级水平 ,真正 实现 了该 地球站 的 全 自动化运行管 理。该 系统可以普及到全 国的各 卫星通信地球站 中。
3 系统结构 .
用 的是 网络 接 口,速率 为 1 0 ps 0 Mb 。 而软件 部分 主要实现 以下功 能 :上 下行 工作 站分别 与被监控 的上下 行设备 进行 通信 ,运用 多线程并 行技术 完成对 各被 监控 设备参 数及设备 状态 的原始数 据采 集 ,并在对 数据进 行处理 、分 类后更新 本地 的显示 ,同时 存人数 据库 ;当设备 出现 告警 、故障 、抑制时 ,发送相 应 的 信息 至监控程 序服 务器 ;将 来 自监 控程 序服 务器 的各种控制 命令 解释 为被 监控 设备 可识别 的命令传 送至 被监控设 备完 成对 设备 的控 制 ;在 不依赖 监控程 序 服 务器 的情况 下实现对 本地 被监控 设备 的 监视 及控制 。 由于 设备只有 在接 收到查
北斗卫星导航系统中的卫星控制技术研究

北斗卫星导航系统中的卫星控制技术研究一、介绍北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)是中国研制建设的新一代卫星导航系统,是我国迄今为止参与研制的最大最复杂的高科技项目之一。
卫星控制是BDS系统中的重要环节,负责保证卫星发射、运行、维护等工作的正常进行。
本文将就BDS系统中的卫星控制技术进行探讨。
二、卫星控制技术卫星控制技术是指在卫星的发射、测控、轨道控制以及维护过程中所涉及的各种技术的总称。
在BDS卫星的控制中,主要包括以下几个方面。
(一)发射控制技术卫星的发射控制技术是指在卫星从地球上空的发射场发射出去后,对其姿态进行保持、弹道矫正以及有效载荷测试等方面的控制技术。
在BDS卫星发射的过程中,需要将卫星精确地送入预定轨道,在整个过程中,需要对卫星的轨道进行监控,并对其进行及时修正。
同时,还要进行有效载荷的测试,确保卫星在运行时能够正常执行各项任务。
(二)测控技术测控技术主要包括对卫星的跟踪、定位、测速等方面的技术。
在卫星运行过程中,需要对其进行精确的跟踪定位,确保卫星处于预定位置,并对其轨迹进行监控。
同时,还需要对卫星的速度进行精确测算,确保其运行速度符合预期,并能够正常地执行各项任务。
(三)维护技术维护技术主要包括对卫星的调试、维护、保养等方面的技术。
在BDS卫星的运行过程中,要确保卫星能够正常地运行,其中包括对卫星的各项系统进行调整与维护,确保卫星各项系统运行稳定。
同时,还需要对卫星进行及时的保养,保证卫星在长期运行中能够保持良好的状态。
(四)轨道控制技术轨道控制技术主要是指对卫星的轨道进行控制。
在BDS卫星的轨道控制中,需要对卫星的轨道进行精确计算,并进行及时修正,确保卫星能够稳定地运行在预定轨道上。
同时,还需要对卫星的姿态进行控制,确保卫星面向地球的正确方向,并能够正常地执行各项任务。
三、总结在BDS卫星导航系统中,卫星控制技术是系统运行的重要保障。
导航卫星系统的研究与发展

导航卫星系统的研究与发展随着科学技术的不断发展,导航卫星系统已成为现代化社会中不可或缺的一部分。
其发展历程自上世纪末至今已经经历了多个发展阶段,如GPS、GLONASS、BEIDOU等。
近年来,由于战争、商业、民用等领域对导航定位的需求增大,除传统导航卫星系统的完善外,新一代的导航卫星系统如Galileo系统也在逐渐兴起。
一、传统导航卫星系统1.1 GPS美国全球定位系统(GPS)是目前全球应用最广的导航卫星系统。
该系统由美国国防部于1970年代初开始研制,于1994年正式向全球开放运营。
GPS系统主要由一系列卫星、地面控制站和用户设备三部分组成。
其中卫星是GPS系统的核心,目前GPS系统共有31颗卫星,可以提供全球定位覆盖。
1.2 GLONASS俄罗斯全球导航卫星系统(GLONASS)是另一种全球定位系统,它由西伯利亚的轨道控制站和俄罗斯各地的接收站共同组成,并于1993年开始向全球开放使用。
GLONASS系统与GPS系统相互协作,能够改善卫星导航的精度和覆盖范围,在军事领域和各种民用应用方面都有重要价值。
1.3 BEIDOU我国的北斗导航卫星系统(BEIDOU)是最新的全球卫星导航系统之一。
该系统包括一组地面控制站、约30颗卫星和用户终端设备等,于2011年开始向中国及其周边国家地区使用。
二、新一代导航卫星系统除了这些传统的导航卫星系统之外,近年来还出现了一些新的导航卫星系统,如Galileo系统。
2.1 Galileo由欧洲航天局主导,旨在建立独立于美国GPS系统的全球定位卫星系统。
该系统将有30个卫星工作,并将提供比现有GPS系统更精确的信号。
随着Galileo系统的部署,用户将能够使用多个系统,以实现更高的精度和更广泛的覆盖范围,从而提供更可靠的导航定位。
2.2 Compass系统在中国北斗卫星系统的基础上,中国国家卫星导航系统管理办公室还提出基于北斗卫星自主研发的机会,出现了新的导航卫星系统Compass系统。
航天智能测运控系统体系架构与应用-航天工程论文-工程论文
航天智能测运控系统体系架构与应用-航天工程论文-工程论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:随着商业航天的快速发展,各类卫星星座项目的持续推进,航天器的商业应用日趋普及,在轨航天器呈现出数量多、平台多、种类多、用途广等趋势,重点依靠资源投入和人力增加的测控模式,已经难以适应未来多星、多任务、多用户的测控服务的发展需要。
近年来,人工智能技术不断取得突破,在多类单项测试中超越人类。
将人工智能的发展成果应用到测控系统中,在自主测控、自主故障诊断、任务规划、资源分配方面,采用智能化方法,促进测运控以平台载荷为核心的管理模式向以数据业务为核心的管理模式转变, 提高测控任务的完成效率和资源利用率。
关键词:测控; 智能化; 故障自主诊断; 自主测控; 数据挖掘; 机器学习;1 、商业航天智能测运控需求分析1.1 、航天器数量快速增加近年来,万物互联成为人类社会的基本要求,许多全球性或者全天候航天任务越来越复杂,卫星将在今后一个时期内迎来快速发展,航天器的在轨数量将会激增。
卫星星座在信息传输、定位导航、侦察观测等领域,具有全球覆盖、实时性好等先天优势,应用日益广泛。
星座中卫星的数量从数十颗,发展到数百颗,数千颗,Space X 公司布局的Starlink星座计划发射约42000颗卫星。
星座构型在卫星轨道基础上,通过合理的时空布局,适应各种应用功能的需要。
1.2 、测运控系统日益复杂在轨航天器数量将越来越多,规模越来越大,类型与应用模式越来越复杂,管控要求和难度大幅提升。
相对于数量激增的在轨航天器,地面测运控系统将面临着数量不足、设备短缺的问题。
小卫星需要大天线,但是小卫星的寿命通常比较短,而地面测运控设备投入又比较大,因此要求地面测运控资源必须能够组网重复使用。
在传统单颗卫星的测运控任务外,对多星的同时测运控支持、多星及星座在轨运行管理等,对地面测运控网络如何提供及时、有效、灵活的测运控服务提出了极高的要求,增加了航天测运控系统的负担和操作复杂性。
GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统的论述
GPS、GALILEO、BDS、GLONASS四大卫星定位系统得论述一、基本介绍➢GPS数量:由24颗卫星组成。
轨道:高度约20200公里,分布在6条交点互隔60度得轨道面上。
精度:约为10米、用途:军民两用。
进展:1993年全部建成,正在实验第二代卫星系统,计划发射20颗。
➢GLONASS数量:24颗卫星组成;精度:10米左右;用途:军民两用;进展:目前已有17颗卫星在轨运行,计划2008年全部部署到位、➢GALILEO数量:30颗中高度圆轨道卫星组成,27颗为工作卫星,3颗为候补;轨道:高度为24126公里,位于3个倾角为56度得轨道平面内;精度:最高精度小于1米;用途:主要为民用;进展:2005年12月28日首颗实验卫星已成功发射,预计2008年前可开通定位服务。
➢BDS数量:3颗卫星组成,2颗为工作卫星,1颗为备用卫星;用途:军民两用;进展:前两颗分别于2000年与2003年发射成功。
二、系统组成❖空间部分➢GPS:GPS得空间部分就是由24颗卫星组成(21颗工作卫星;3颗备用卫星),它位于距地表20200km得上空,均匀分布在6个轨道面上(每个轨道面4 颗),轨道倾角为55°。
卫星得分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上得卫星,并能在卫星中预存导航信息,GPS得卫星因为大气摩擦等问题;随着时间得推移,导航精度会逐渐降低➢GLONASS:GLONASS系统采用中高轨道得24颗卫星星座,有21颗工作星与3颗备份星,均匀分布在3个圆形轨道平面上,每轨道面有8颗,轨道高度H=19000km,运行周期T=11h15min,倾角i=64。
8°。
➢GALILEO:如下图所示,30颗中轨道卫星(MEO)组成Galileo得空间卫星星座。
卫星均匀地分布在高度约为23616km得3个轨道面上,每个轨道上有10颗,其中包括一颗备用卫星,轨道倾角为56°,卫星绕地球一周约14h22min,这样得布设可以满足全球无缝隙导航定位、卫星得设计寿命为20年,每颗卫星都将搭载导航载荷与一台搜救转发器。
嫦娥一号探月中的控制技术
嫦娥一号探月中的控制技术嫦娥一号卫星是我国第一个月球探测卫星,其研制和发射是我国深空探测活动的开端。
嫦娥一号卫星共有11个分系统组成:即总体,测试两个综合分系统;平台部分的结构,热控,制导、导航与控制、能源、推进、数据管理(OBDH)、测控数传、定向天线八个分系统及有效载荷分系统。
本文主要对嫦娥一号GNC(制导、导航与控制)系统进行粗略分析。
嫦娥一号卫星GNC系统完成了许多复杂任务。
在调相轨道,GNC系统执行一系列姿态机动和轨道控制,使卫星在适当时间转入地月转移轨道。
在地月转移轨道,GNC系统保证卫星对太阳定向,并执行几次轨道中途修正,使卫星捕获预定环月轨道起始点。
在月球轨道捕获阶段, GNC系统执行几次轨控发动机点火,使卫星捕获月球轨道并进入标称环月轨道。
在环月轨道, GNC系统使卫星本体对月球定向、太阳帆板对太阳定向、定向天线对地球定向。
嫦娥一号卫星GNC系统的敏感器包括太阳敏感器、星敏感器、紫外月球敏感器、速率积分陀螺和加速度计;执行机构包括飞轮装置、推力器、帆板驱动装置、天线驱动装置和轨控发动机;控制器包括控制计算机、应急计算机、配电器和二次电源。
GNC系统的软件包括控制计算机系统软件、应用软件,应急软件和部件LTU软件。
LTU通过内部总线与控制计算机相连,构成计算机控制网络。
控制系统的这种分布式体系结构保证GNC分系统高效、可靠、实时地实现嫦娥一号卫星的控制功能和性能。
1、巡航期间的姿态控制在卫星环月运行之前,除了轨控阶段,卫星运行于巡航姿态。
姿态确定是利用太阳敏感器的输出给出太阳矢量方向在卫星本体系的表示,然后根据太阳敏感器的安装矩阵计算卫星偏航角和俯仰角。
巡航姿态角速度的确定是利用速率积分陀螺的输出,然后根据陀螺的安装矩阵计算卫星三轴姿态角速度。
巡航姿态的控制分为太阳捕获和太阳定向两个阶段:在太阳捕获阶段,太阳敏感器输出,利用相平面控制算法,通过推力器点火驱使卫星旋转使太阳矢量进入数字太阳敏感器视场;在太阳定向阶段,通过数字太阳输出和陀螺输出外推,根据系统动力学,利用相平面控制算法和PID控制算法,通过推力器点火和飞轮转动保证卫星Xs轴指向太阳。
gnss的组成部分及其说明 概述说明
gnss的组成部分及其说明概述说明1. 引言1.1 概述全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)是一种利用卫星、地面设备和接收机设备相互配合工作的高精度定位与导航技术系统。
随着现代科技的发展,GNSS已经广泛应用于许多领域,如测绘、航空航天、农业和测量等。
1.2 文章结构本文将对GNSS的组成部分及其功能进行详细说明,并分析其在不同应用领域的应用情况。
首先介绍了GNSS的组成部分,包括卫星系统、接收机设备以及控制中心与地面设备。
然后对这些组成部分进行详解,并解释其功能和原理。
接下来,探讨了GNSS在测绘与GIS应用领域、航空航天应用领域以及农业和测量应用领域的具体应用情况。
最后,在结论中总结了主要组成部分及其功能,并展望了GNSS技术的未来发展。
1.3 目的本文旨在提供关于GNSS组成部分及其功能的全面介绍和说明,帮助读者更好地理解该技术系统并认识到它在各应用领域的重要性。
通过阅读本文,读者将对GNSS的原理和作用有一个清晰的认识,并了解到它在现代科技中的广泛运用情况。
此外,本文还希望对GNSS技术未来的发展进行展望,为相关领域的研究和实践提供参考和启示。
2. GNSS组成部分:GNSS(全球导航卫星系统)主要由三个基本组成部分构成,它们是卫星系统、接收机设备以及控制中心与地面设备。
下面将对各个组成部分进行详细说明。
2.1 卫星系统:卫星系统是GNSS的核心组成部分,它由一系列运行在轨道上的人造卫星组成。
这些卫星通过精确的轨道和时间信息,向地面用户提供导航和定位服务。
目前世界上最有名和被广泛使用的GNSS卫星系统包括美国的GPS(全球定位系统)、俄罗斯的GLONASS(全球导航卫星系统)以及欧盟的Galileo(伽利略导航系统)等。
2.2 接收机设备:接收机设备是用来接收并处理来自卫星系统发出的导航信号的设备。
它们通过接收到的信号计算出自身所处位置、速度和时间等信息,并可将其在合适时候展示给用户。
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卫星运行控制系统体系结构研究
作者:邱兵
来源:《科学与财富》2012年第07期
摘要:阐述了卫星运行控制系统的基本概念以及对卫星运行控制系统的认知和理解,分析了卫星运控系统功能,提出了多层次卫星运行控制系统体系结构, 以期满足未来卫星运控系统可重构和可扩充的能力要求。
关键词:卫星通信,体系结构,运控系统,C/S结构
1、引言
卫星运行控制系统是指挥卫星的枢纽,同时又是卫星地面的指挥部。
运行控制系统用数台计算机指挥和监视卫星的运行,负责向卫星发出各种指令,安排卫星工作程序,控制卫星运行姿态,指挥传感器工作及信息的传输,以及控制星载仪器与地面接收站的工作配合等。
通过建立卫星运控系统,可提高卫星通信系统的使用效能,提高卫星通信网络管理与决策的科学化、自动化水平、提高地面装备的利用率,和卫星的资源利用率并能够使地面系统高效运行。
本文重点研究了卫星运行控制体系结构,提出了一种体系结构设计方案,以满足卫星运控系统业务重构和灵活扩充的要求。
2、卫星运控系统功能
所有卫星通信系统均分为用户段、空间段和控制段三大部分,其中控制段称之为运控系统[1-4]。
运控系统主要包括如下功能:
(1) 遥测遥控功能:利用遥测、遥控手段对卫星有效载荷进行全面的监测、控制和管理。
(2) 载波监视功能:接收卫星转发器的通信载波,测量并分析其功率、带宽、频谱等数据,以及发现干扰信号,以确保卫星转发器的安全与转发器资源的合理配置。
(3) 卫星管理功能:卫星有效载荷和平台状态进行监视,对卫星转发器进行管理控制。
(4)网络管理功能:通信网管理宏观掌握各卫星通信系统的运行情况,并对各卫星通信网进行配置管理、资源管理、性能管理和故障管理。
(5) 决策支持功能:可提供快速科学的决策支持,以有助系统高效运行。
决策支持包括
评估、故障诊断,任务规划,网络规划等子功能。
(6) 记帐功能:收集规划的和实际使用的卫星资源(EIRP和带宽),生成报告,通知机构或用户付费。
(7)密钥管理功能:控制产生、分配、分发与跟踪密钥。
(8) 星历表传播功能:基于轨道矢量,传播卫星星历数据,预测卫星轨道参数,帮助地面站捕获与跟踪卫星,帮助调制解调器补偿多普勒频率影响;
3、体系结构设计
传统的应用系统体系结构多采用C/ S 结构,把一个大型的计算机应用系统变为多个能互为独立的子系统,而服务器便是整个应用系统资源的存储与管理中心,多台客户机则各自处理相应的功能,共同实现完整的应用。
随着系统规模的不断扩大和能力的持续扩充,这些传统模式已经不能适应卫星运控系统新的环境要求,因此,卫星运行控制体系结构应采用“表示层/ 业务逻辑层/ 数据层”多层分布式结构[5] ,如图1 所示。
采用多層分布式应用系统体系结构具有重用性好、扩充性好、可管理性和易维护性等优点。
多层分布式应用系统体系结构可以实现系统的信息互通、数据共享和应用整合。
特别地,在划分表示层、业务逻辑层、数据层的基础上,将流程逻辑从业务逻辑中抽取出来,有助于
业务流程自动化以及业务流程重组。
同时,根据业务类型又将业务逻辑层分为核心服务和公共服务2 个子层,使任何一层逻辑的修改都不会影响其他层,从而最大限度地降低系统内部的耦合性,提高系统适应变化的能力。
表示层处于体系结构的顶层,实现客户与系统的交互。
该层接收用户输入请求(任务) ,通过请求(任务) 并可利用CORBA中间件从业务层提取信息,将信息以各种方式展现,另外,该层也负责本系统与外系统的接口,完成与外部系统的交互。
业务逻辑层是核心层,集中实现各种业服务逻辑,处理系统中各类业务规则,该层接受表示层发来的请求,按照确定的业务规则,由相应的服务进行处理,并将结果提交表示层。
并且在按照业务规则的处理过程中,调用数据层的持久化数据访问服务。
数据层由持久化数据访问服务与数据(及其存储) 本身组成,统一负责系统中对业务数据的访问。
数据层的主要作用是优化对数据的访问,提升数据访问的性能。
(1) 表示层
主要是实现与管理控制业务相关的各个功能客户应用程序的人机交互界面和操作控制,满足用户可见的使用需求。
各个功能客户应用程序统一界面封装格式,规范界面布局,合理划分窗口功能区域。
通过操作各个功能客户应用程序,调用业务层中相应的业务模型和底层应用,在数据层提供的持久化数据访问服务支持下,获取业务操作的结果,通人机界面显示地表示。
例如,进行网络规划时,通过操作表示层的网络规划客户应用程序,通过持久化数据访问机制获取所需的数据信息,并调用业务层中的网络规划辅助决策模型实现星地资源的分配,确定的网络规划结果呈现给表示层的网络规划客户应用程序。
(2) 业务逻辑(核心服务) 层
主要在持久化数据访问服务支持下,实现与管理控制流程无关的系统应用业务模型和底层业务应用,提供给表示层相应的客户应用程序调用。
(3) 业务逻辑(公共服务) 层
实现系统公共业务模型、持久化数据访问服务和底层公共应用,支持业务逻辑(核心服务) 层中的核心服务,提供给表示层相应的客户应用程序调用。
(4) 数据层
负责存储、维护和管理与管理控制业务相关的数据信息,管理业务对象到数据库表的映射,把业务模型表示的对象映射到基于SQL 的关系模型结构中,并提供数据查询和获取数据的方法。
4、结束语
阐述了对卫星运行控制系统的认知和理解,提出了多层次卫星运行控制系统体系结构,即可满足未来卫星运控系统可重构和可扩充的能力要求,也有助于已有系统综合集成的实施。
■
参考文献
[1] 冯少栋张卫锋,张晓静.美军下一代转型卫星运控系统设计. 数字通信世界, 2009.05.。