1.通信卫星运控系统特点
通信卫星是天基传输网络的最主要代表,通信卫星运控系统是天基传输网络运控的典型代表,与其他系统的不同主要在于以下几个方面。
第一,以网络管控为主,管理地面终端数大。表2-1给出了通信卫星运控系统管理的规模举例。通信卫星运控系统管理的主要对象是以数百万计的网络用户。
表2-1 通信卫星运控系统管理的规模举例
第二,直接控制卫星参数,间接控制卫星资源。对于通信卫星的频率、功率资源,不需要对卫星进行直接控制,通过控制地面站的频率和发送功率等实现;对卫星转发器增益、波束位置调整的参数才需要直接控制,这些参数绝大多数是保持不变的。表2-2给出了卫星资源和卫星参数的直接控制对象举例。
表2-2 卫星资源和卫星参数的直接控制对象举例
第三,以全天候、不间断自动控制为主。要保障各类用户随时通信,而业务量、在网用户数、呼叫次数处于动态变化中,因此通信卫星运控系统以自动化、不间断、用户无感模式为主,只有在网络初始创建、更换网络所使用的卫星、进行波束位置调整或者转发器增益调整等特殊情况下,才会进行人工干预或者规划。一般网控中心对用户的呼叫处理能力在每秒数千次以上。
第四,载荷控制简单,地面应用系统网络控制复杂。多数卫星转发器载荷为透明或者铰链模式,在这种情况下,应用网络的控制流程、技术体制等与卫星没有直接关系,控制是地球站和网控中心之间的交互,最终地球站实际频率和功率设置决定了对卫星资源的占用情况。
必要时通过业务测控、星地测控通道,对载荷参数进行调整控制。星上处理卫星的部分网络控制功能在星上实现,但是全功能集的网络控制依然位于地面中心站。
2.遥感卫星运控系统特点
第一,以卫星载荷控制为主,控制算法与载荷类型密切相关。如图2-9所示,遥感卫星的运控系统首先需要获得用户的需求,进行业务管理处理,将需求整理成任务订单,进行任务规划和计划编制,生成任务规划方案各类计划,任务规划方案各类计划经过仿真检验后,用于对载荷进行控制。针对不同遥感卫星,卫星计划编制体现个性化,比如对侦察卫星而言,需要对传感器单个动作、动作间隔、相机开关组合、记录速度、数据压缩比、回放时间等进行设计和仿真验证。
图2-9 遥感卫星运控系统功能举例
第二,被管站网规模小,侧重站资源调度。遥感卫星的站网管理功能主要依据卫星任务计划、卫星过顶时间与接收站的关系,向接收站发送跟踪接收计划,接收站按照计划规定的时间启动本站跟踪接收。同时,站网管理功能也对每个接收站设备状态进行检测,确保及时发现问题并提供告警指示。
第三,测运控一体,多站多星一中心。遥感卫星多数为低轨卫星,其运控系统接收站与测控网功能配置相近,可以实现接收站与测控站的一体化集成,使得接收站具有测控功能、测控站具有数据接收功能。针对不同类型卫星任务,可以统一使用测运控一体化站,提高站网服务效率。可以实现一个中心对多种卫星统一运控,采用分布和集中相结合的运控中心部署方式,即一个中心集中管控多星多站,同时设置分中心,对其所辖业务卫星进行运控。
3.导航卫星运控系统特点
第一,侧重电文参数管理和时间基准维持。导航卫星运控系统除了管理卫星星座,还需要对导航所需的卫星星历和钟差等导航电文参数进行预报、更新。同时建立导航系统的时间基准、维持全系统时间和坐标基准的统一。导航卫星配置注入站,注入站负责完成对卫星位置、钟差、完好性状态、空间路径传播误差修正模型等导航电文参数的注入,提供导航服务所需的各类业务信息。
第二,注重对导航信号质量的检测。导航卫星运控系统配置一系列监测站,监测站是导航卫星的观测数据采集与监测单元,主要采集卫星的多频伪距、相位和多普勒数据,用于卫星位置和钟差测定、电离层模型参数处理以及完好性信息处理等。