天基测控网主要依托跟踪与数据中继卫星系统(简称中继卫星系统),实现对目标航天器测控。中继卫星系统典型组成如图2-6所示,包括卫星系统和地面系统。卫星系统包括对用户航天器载荷和对地面终端站载荷等;地面系统包括地面终端站、遥测单收站、测距转发站、星间波束标校站、在轨测试分系统、通信分系统、管理控制中心等。
地面终端站集卫星测控和数据中继于一体,完成数据传输任务,对中继卫星进行日常测控,配合完成卫星在轨测试和模拟测试。遥测单收站完成遥测数据接收、解调、发送和记录工作。测距转发站主要完成中继卫星转发的测距信号接收、处理和转发,与地面终端站配合实现对中继卫星的多站距离测量。星间波束标校站主要产生星间链路天线指向标定和自动跟踪控制回路校相所需的标校信号。在轨测试分系统通常配置在轨测试及入网验证相关支撑系统,用于配合在轨测试和用户入网指标一致性和匹配性验证。通信分系统负责按需连接中心、站和用户。管理控制中心负责中继卫星在轨长期管理控制,包括对卫星平台和载荷的管理控制,还负责对地面站设备的远程监控,负责业务协调、工作计划及业务运行控制。
图2-6 中继卫星系统典型组成
天基测控网原理示意图如图2-7所示,空间段由多颗卫星组成,卫星配置S/Ka/Ku 频段单目标或者多目标跟踪天线(或相控阵天线)用于跟踪目标航天器,配置对地面终端站链路天线,用户航天器、卫星、地面终端站在管理控制中心的控制下,基于任务规划,实现目标航天器测控和数据信息回传。星间波束标校站、测距转发站等均为系统良好运行和任务执行提供相关支撑。
图2-7 天基测控网原理示意图