本發(fā)明涉及一種載人航天器的天基測控通信系統(tǒng)，包括：窄波束中繼子系統(tǒng)，所述窄波束中繼子系統(tǒng)包括窄波束中繼終端、窄波束中繼天線和高速數(shù)據(jù)處理設(shè)備；寬波束中繼子系統(tǒng)，所述寬波束中繼子系統(tǒng)包括寬波束中繼終端和寬波束中繼天線；中央控制子系統(tǒng)，所述中央控制子系統(tǒng)分別通過所述窄波束中繼子系統(tǒng)和所述寬波束中繼子系統(tǒng)接收和發(fā)送前向和返向信號；所述寬波束中繼天線具有兩組。窄波束中繼子系統(tǒng)根據(jù)載人航天器的正常運行姿態(tài)和軌道運行狀態(tài)與天基測控網(wǎng)進(jìn)行鏈路連接，從而實現(xiàn)天基測控網(wǎng)與載人航天器之間的通信。在載人航天器的姿態(tài)出現(xiàn)較大變化的情況下，寬波束中繼子系統(tǒng)實現(xiàn)載人航天器通信系統(tǒng)的全向覆蓋。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天基測控通信系統(tǒng)，尤其涉及一種載人航天器的天基測控通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在載人航天任務(wù)中，中繼衛(wèi)星系統(tǒng)構(gòu)成的天基測控網(wǎng)的應(yīng)用提升了測控網(wǎng)的覆蓋范圍，有效的保證了各類載人航天器在軌試驗任務(wù)的順利執(zhí)行。隨著載人航天發(fā)射任務(wù)更加頻繁，對測控網(wǎng)的高速數(shù)傳、目標(biāo)測控等技術(shù)要求更高，天基測控網(wǎng)在載人航天任務(wù)中的應(yīng)用更加廣泛。

目前，為滿足測控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨螅d人航天器天基測控系統(tǒng)通常配置S/Ka雙頻段中繼終端和窄波束中繼天線來滿足需求。但是，窄波束中繼天線需要根據(jù)載人航天器的姿態(tài)及軌道進(jìn)行跟蹤控制，若載人航天器的姿態(tài)控制精度較差、姿態(tài)異常等情況都影響窄波束中繼天線的正常使用。同時，窄波束中繼天線無法在發(fā)射段及入軌初期使用，導(dǎo)致載人航天器在此階段需完全依賴于陸海基測控網(wǎng)。窄波束中繼天線僅適用于載人航天器單一象限上，測控覆蓋范圍容易受載人航天器姿態(tài)影響。

例如，授權(quán)公告號為CN103490808B，名稱為“基于擴(kuò)頻體制的星載S頻段中繼用戶終端系統(tǒng)及應(yīng)用方法”的發(fā)明專利公開了一種方案。其中，包括:測控應(yīng)答機(jī)，通過寬波束S接收天線與中繼衛(wèi)星建立S頻段測控鏈路，進(jìn)行前向遙控通信；測控應(yīng)答機(jī)通過功率放大器將返向遙測信號功率放大，通過寬波束S發(fā)射天線或窄波束Ka/S天線與中繼衛(wèi)星建立測控鏈路，進(jìn)行返向遙測通信；功率放大器為一路輸入、二路輸出，可通過衛(wèi)星程控或地面指令控制兩路信號的通斷。本方案中實現(xiàn)了衛(wèi)星在軌運行過程中與天基測控網(wǎng)的通信，但在衛(wèi)星的發(fā)射、入軌等任務(wù)階段仍無法與天基測控網(wǎng)進(jìn)行通信，無法滿足載人航天器在全任務(wù)階段與天基測控網(wǎng)的通信需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種載人航天器的天基測控通信系統(tǒng)，保證載人航天器在全任務(wù)階段與天基測控網(wǎng)進(jìn)行通信。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種載人航天器的天基測控通信系統(tǒng)，包括：

窄波束中繼子系統(tǒng)，所述窄波束中繼子系統(tǒng)包括窄波束中繼終端、窄波束中繼天線和高速數(shù)據(jù)處理設(shè)備；

寬波束中繼子系統(tǒng)，所述寬波束中繼子系統(tǒng)包括寬波束中繼終端和寬波束中繼天線；

中央控制子系統(tǒng)，所述中央控制子系統(tǒng)分別通過所述窄波束中繼子系統(tǒng)和所述寬波束中繼子系統(tǒng)接收和發(fā)送前向和返向信號；

所述寬波束中繼天線具有兩組。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，兩組所述寬波束中繼天線分別位于載人航天器的I、III象限，所述窄波束中繼天線位于載人航天器的III象限。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述中央控制子系統(tǒng)中設(shè)有用于對所述寬波束中繼子系統(tǒng)的工作狀態(tài)進(jìn)行控制的測控安全模式。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，所述中央控制子系統(tǒng)通過地面控制方式或者自動判斷控制方式啟動所述測控安全模式；

采用所述地面控制方式時，地面對載人航天器的姿態(tài)判斷，若姿態(tài)異常，地面向載人航天器發(fā)送接通指令使所述中央控制子系統(tǒng)中的測控安全模式啟動；

采用自動判斷控制方式時，所述中央控制子系統(tǒng)對載人航天器的姿態(tài)自主判斷，若姿態(tài)異常，所述中央控制子系統(tǒng)自主發(fā)送接通指令使所述中央控制子系統(tǒng)中的測控安全模式啟動。