朱向鵬 黨超 劉濤 張中英 徐連軍

(中國(guó)空間技術(shù)研究院西安分院，西安 710000)

航天器測(cè)控主要完成航天器的跟蹤測(cè)量，計(jì)算并確定航天器的軌道參數(shù)，同時(shí)接收處理航天器遙測(cè)參數(shù)，并發(fā)射指令對(duì)航天器實(shí)施控制[1]。從發(fā)展規(guī)劃劃分，主要包括地基測(cè)控與天基測(cè)控。長(zhǎng)期以來(lái)，地基測(cè)控是我國(guó)航天器的主要測(cè)控手段，擔(dān)負(fù)著載人航天工程與各種衛(wèi)星工程的測(cè)控任務(wù)。受地面測(cè)控站空間分布的限制，地基測(cè)控很難做到全球?qū)崟r(shí)測(cè)控。而天基測(cè)控可以大幅度提高測(cè)控覆蓋范圍與多星測(cè)控的能力，同時(shí)提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性[2]。隨著航天器數(shù)量的增加，研究基于天基測(cè)控方法的全球?qū)崟r(shí)測(cè)控技術(shù)對(duì)低軌航天器具有重要的意義。

目前，利用地球同步衛(wèi)星測(cè)控與近地衛(wèi)星測(cè)控是已經(jīng)使用的天基測(cè)控方法。地球同步軌道均勻分布3顆地球中繼衛(wèi)星，可以實(shí)現(xiàn)近地衛(wèi)星與地面目標(biāo)全覆蓋[3]。中國(guó)“天鏈”中繼衛(wèi)星、美國(guó)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)與歐洲中繼衛(wèi)星均可以提供天基測(cè)控服務(wù)。在國(guó)內(nèi)可以使用的天基測(cè)控資源有限，“天鏈”中繼衛(wèi)星僅可以為少數(shù)航天器提供測(cè)控服務(wù)。

利用近地衛(wèi)星作為天基測(cè)控資源完成低軌航天器測(cè)控驗(yàn)證的測(cè)控系統(tǒng)主要包括“銥星”測(cè)控、軌道通信衛(wèi)星(Orbcomm)測(cè)控、全球星(Globalstar)衛(wèi)星測(cè)控。Qarman(用于空氣熱動(dòng)力學(xué)研究和消融測(cè)量小衛(wèi)星)選擇用于驗(yàn)證小衛(wèi)星返回技術(shù)，用銥星系統(tǒng)作為測(cè)控資源，實(shí)現(xiàn)較好的接收效果[4-5]；OHB Technology公司的魯賓-1(Rubin-1)到Rubin-5小衛(wèi)星系列多次使用Orbcomm系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行天基測(cè)控試驗(yàn)；技術(shù)衛(wèi)星(TSAT)使用Globalstar星座測(cè)控取得較好的效果，通信成功率達(dá)82%以上。

北斗導(dǎo)航衛(wèi)星同樣具備天基測(cè)控服務(wù)的能力[6-7]。2010年3月，國(guó)內(nèi)研發(fā)的遙感九號(hào)衛(wèi)星首次搭載了北斗一號(hào)用戶機(jī)作為測(cè)控終端，使用無(wú)線電測(cè)定業(yè)務(wù)(Radio Determination Satellite Service，RDSS)短報(bào)文對(duì)北斗天基測(cè)控技術(shù)進(jìn)行首次驗(yàn)證，但該應(yīng)用局限于在亞太地區(qū)進(jìn)行測(cè)控[8]。隨著北斗三號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星全球組網(wǎng)成功，可以使用北斗報(bào)文通信系統(tǒng)作為天基測(cè)控資源，解決低軌航天器進(jìn)行全球全時(shí)測(cè)控的問(wèn)題。航天恒星科技有限公司關(guān)新峰等人提出基于北斗三號(hào)衛(wèi)星RDSS短報(bào)文的天基測(cè)控方法[9]，并對(duì)北斗短報(bào)文的測(cè)控服務(wù)能力及北斗三號(hào)可用服務(wù)資源進(jìn)行了分析。

北斗三號(hào)導(dǎo)航衛(wèi)星搭載的報(bào)文通信系統(tǒng)全面提升了短報(bào)文通信的服務(wù)能力，服務(wù)區(qū)域從亞太地區(qū)擴(kuò)展到了全球，可以提供區(qū)域短報(bào)文服務(wù)與全球短報(bào)文服務(wù)。本文從北斗三號(hào)可用的報(bào)文通信資源出發(fā)，提出使用區(qū)域短報(bào)文與全球短報(bào)文相結(jié)合的測(cè)控方式，完成天基測(cè)控方法的整體方案設(shè)計(jì)并對(duì)測(cè)控能力進(jìn)行分析，力爭(zhēng)推動(dòng)基于北斗三號(hào)報(bào)文通信系統(tǒng)的新型天基測(cè)控技術(shù)在低軌航天器測(cè)控中的應(yīng)用。

1 北斗三號(hào)天基測(cè)控可用資源

北斗三號(hào)GEO衛(wèi)星搭載的區(qū)域短報(bào)文系統(tǒng)可以提供無(wú)線電測(cè)定RDSS業(yè)務(wù)，固定波束與可動(dòng)波束主要覆蓋區(qū)域位于中國(guó)及亞太地區(qū)，波束星下點(diǎn)覆蓋E70°～E140°/N5°～N55°及E90°～E150°/N55°～S55°范圍[9]。北斗RDSS具備定位、授時(shí)、短報(bào)文通信、位置報(bào)告等功能，具備一定的測(cè)量、遙控遙測(cè)傳輸能力，入站服務(wù)容量為1200萬(wàn)次/小時(shí)，出站容量為600萬(wàn)次/小時(shí)，可以為大規(guī)模報(bào)文通信終端提供通信服務(wù)[10-11]。

北斗三號(hào)MEO衛(wèi)星搭載的全球短報(bào)文系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全球?qū)崟r(shí)覆蓋，在任何地點(diǎn)的用戶均可以通過(guò)全球短報(bào)文與境內(nèi)中心站建立通信鏈路。所有用戶均可以通過(guò)競(jìng)爭(zhēng)方式接入北斗網(wǎng)絡(luò)，可以實(shí)現(xiàn)按需隨遇接入報(bào)文通信系統(tǒng)。全球短報(bào)文通信系統(tǒng)可以提供報(bào)文通信基本功能服務(wù)，入站服務(wù)容量為30萬(wàn)次/小時(shí)，出站容量為20萬(wàn)次/小時(shí)，服務(wù)范圍為全球地表及以上1000 km空間[10-11]。全球短報(bào)文單次發(fā)送報(bào)文長(zhǎng)度小于區(qū)域短報(bào)文的服務(wù)能力。

考慮低軌航天器對(duì)測(cè)控速率與頻度的常用需求，提出在中國(guó)及亞太地區(qū)上空，使用區(qū)域短報(bào)文完成全部遙測(cè)信息的下傳；在其他區(qū)域，使用全球短報(bào)文完成重點(diǎn)遙測(cè)信息的下傳，同時(shí)接收地面發(fā)送的遙控指令。該方法可以解決航天器在亞太地區(qū)以外執(zhí)行任務(wù)時(shí)，我國(guó)境內(nèi)衛(wèi)星地面站對(duì)航天器全球?qū)崟r(shí)測(cè)控的需求，同時(shí)解決低軌航天器發(fā)生突發(fā)情況的測(cè)控需求。北斗報(bào)文通信資源在短期內(nèi)可以支持大量低軌航天器同時(shí)進(jìn)行測(cè)控，可以緩解地面測(cè)控業(yè)務(wù)繁忙與資源緊張的局面。

2 航天器測(cè)控方案設(shè)計(jì)

基于上述北斗導(dǎo)航系統(tǒng)可用的天基資源，通過(guò)在低軌航天器搭載報(bào)文通信終端，使用北斗導(dǎo)航信號(hào)完成航天器位置計(jì)算，使用區(qū)域短報(bào)文與全球短報(bào)文資源完成測(cè)控信息傳遞。低軌航天器天基測(cè)控系統(tǒng)組成如圖1所示，該系統(tǒng)包含北斗衛(wèi)星資源，低軌航天器，北斗運(yùn)控中心，低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心。低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心通過(guò)地面專用網(wǎng)絡(luò)與北斗運(yùn)控中心連接，完成低軌航天器測(cè)控?cái)?shù)據(jù)交互工作。

圖1 天基測(cè)控系統(tǒng)組成Fig.1 Space-based TT&C system composition

低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心向低軌航天器發(fā)送遙控指令作為通信前向鏈路，低軌航天器下傳遙測(cè)信息至低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心作為通信返向鏈路。

利用區(qū)域短報(bào)文資源，低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心產(chǎn)生遙控指令經(jīng)專用網(wǎng)絡(luò)傳遞至北斗運(yùn)控中心，由北斗運(yùn)控中心進(jìn)行處理后注入北斗GEO衛(wèi)星，然后透明轉(zhuǎn)發(fā)至低軌航天器報(bào)文通信終端，報(bào)文通信終端通過(guò)S頻段信號(hào)完成遙控指令的接收。通信反向鏈路則采用相反的信息流程把低軌航天器遙測(cè)信息傳遞至低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心，前向鏈路與返向鏈路的業(yè)務(wù)流程圖具體信息流程見(jiàn)文獻(xiàn)[9]。

利用全球短報(bào)文資源，北斗運(yùn)控中心接收低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心發(fā)送的遙控指令信息，處理后上注到北斗衛(wèi)星，經(jīng)北斗星間鏈路傳遞至提供服務(wù)的北斗MEO與IGSO衛(wèi)星，然后播發(fā)L頻段信號(hào)至低軌航天器北斗報(bào)文通信終端。通信返向鏈路則采用相反的信息流程，低軌航天器產(chǎn)生的遙測(cè)信息由北斗報(bào)文通信終端發(fā)送經(jīng)全球短報(bào)文接收與北斗星間鏈路傳輸，由北斗運(yùn)控中心完成接收，經(jīng)專用網(wǎng)絡(luò)傳輸在低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心進(jìn)行處理、分析和展示。

由上述介紹可知，星載報(bào)文通信終端是低軌航天器使用報(bào)文通信資源測(cè)控的核心。根據(jù)全球短報(bào)文與區(qū)域短報(bào)文時(shí)分工作的需求，星載報(bào)文通信終端需要具備接收北斗三號(hào)發(fā)送的L、S頻段信號(hào)的能力，同時(shí)具備發(fā)送L頻段信號(hào)的能力。星載報(bào)文通信終端的設(shè)計(jì)可以采用如圖2所示的主備設(shè)計(jì)，由天線、射頻組件單元與信號(hào)處理單元組成，使用微波開(kāi)關(guān)完成主備切換工作的能力。

圖2 星載報(bào)文通信終端組成Fig.2 Composition of satellite onboard message communication terminal

為了確保低軌航天器測(cè)控鏈路的通信能力，星載報(bào)文通信終端發(fā)射等效各向同性輻射功率(Equivalent Isotropic Radiated Power，EIRP)與接收G/T值要滿足鏈路預(yù)算。星載報(bào)文通信終端接收天線G/T值設(shè)計(jì)為-29 dB/K，前向鏈路預(yù)算如表1所示，以通信速率8 kbit/s接收區(qū)域短報(bào)文的鏈路系統(tǒng)余量為6.46 dB，以通信速率1 kbit/s接收全球短報(bào)文的鏈路系統(tǒng)余量為4.46 dB。

星載報(bào)文通信終端返向鏈路預(yù)算如表2所示，設(shè)計(jì)星載報(bào)文通信終端發(fā)射有效全向發(fā)射功率(EIRP)為9.5 dBW，發(fā)送區(qū)域短報(bào)文的鏈路系統(tǒng)余量為3.5 dB，發(fā)送全球短報(bào)文的鏈路系統(tǒng)余量為2.5 dB。

表1 通信前向鏈路預(yù)算表Table 1 Communication forward link budget table

表2 通信返向鏈路預(yù)算表Table 2 Communication backward link budget table

3 航天器測(cè)控流程設(shè)計(jì)

北斗報(bào)文系統(tǒng)為了低軌航天器提供離散的接入服務(wù)。為了滿足地面測(cè)控中心對(duì)低軌航天器連續(xù)監(jiān)視的需求，低軌航天器對(duì)衛(wèi)星遙測(cè)參數(shù)進(jìn)行分類記錄。根據(jù)低軌航天器遙測(cè)參數(shù)的特征，衛(wèi)星遙測(cè)參數(shù)可以劃分為關(guān)鍵參數(shù)、普通參數(shù)、指令遙測(cè)數(shù)據(jù)與在軌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。根據(jù)遙測(cè)參數(shù)的來(lái)源，低軌航天器設(shè)置每個(gè)關(guān)鍵參數(shù)的工作范圍。如果關(guān)鍵參數(shù)的變化超過(guò)設(shè)置的正常范圍，則記錄時(shí)間與遙測(cè)參數(shù)值。比如某星載設(shè)備的電壓工作范圍為98～102 V，如果當(dāng)前設(shè)備電壓遙測(cè)值為105 V，則記錄當(dāng)前時(shí)間與遙測(cè)值。普通遙測(cè)參數(shù)通過(guò)抽樣離散的方式進(jìn)行下傳。指令遙測(cè)數(shù)據(jù)僅在航天器收到地面發(fā)送的遙控指令后產(chǎn)生。上述3種遙測(cè)數(shù)據(jù)與在軌實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)送星載報(bào)文通信終端進(jìn)行存儲(chǔ)，然后按照遙測(cè)產(chǎn)生的先后順序依次下傳。

低軌航天器時(shí)分使用全球短報(bào)文與區(qū)域短報(bào)文，星載報(bào)文通信終端接收北斗導(dǎo)航信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。根據(jù)定位結(jié)果，選擇使用區(qū)域短報(bào)文或者全球短報(bào)文資源發(fā)送遙測(cè)信息。如果航天器在中國(guó)及亞太地區(qū)上空飛行，使用區(qū)域短報(bào)文完成返向鏈路通信與前向鏈路通信。區(qū)域短報(bào)文具有較強(qiáng)的通信能力，低軌航天器可以將存儲(chǔ)的所有遙測(cè)信息在該時(shí)段進(jìn)行數(shù)據(jù)下傳，最終經(jīng)地面專用網(wǎng)絡(luò)發(fā)送地面測(cè)控中心進(jìn)行處理、分析和展示，完成飛行器飛行狀態(tài)監(jiān)測(cè)與探測(cè)信息分析。

如果航天器在中國(guó)及亞太以外區(qū)域飛行，使用全球短報(bào)文完成返向鏈路通信與前向鏈路通信。全球短報(bào)文支持的通信速率與通信幀長(zhǎng)度均有嚴(yán)格的限制。為了充分利用全球短報(bào)文進(jìn)行低軌航天器應(yīng)急測(cè)控，優(yōu)先傳送關(guān)鍵參數(shù)與指令遙測(cè)數(shù)據(jù)，讓地面測(cè)控中心充分掌握衛(wèi)星運(yùn)行的位置與運(yùn)行的狀態(tài)；同時(shí)，可以發(fā)送應(yīng)急遙控指令完成航天器的控制。

星載報(bào)文通信終端測(cè)控具體流程見(jiàn)圖3所示，根據(jù)航天器導(dǎo)航定位結(jié)果確定所在位置，開(kāi)啟區(qū)域短報(bào)文發(fā)送遙測(cè)信息模式或者全球短報(bào)文發(fā)送遙測(cè)信息模式。如果使用區(qū)域短報(bào)文發(fā)送遙測(cè)信息，開(kāi)啟S頻段前向鏈路接收模式，接收區(qū)域短報(bào)文通信鏈路發(fā)送的遙控信息，否則開(kāi)啟L頻段前向鏈路接收模式，接收全球短報(bào)文通信鏈路發(fā)送的遙控信息。報(bào)文通信終端按照一定時(shí)間間隔檢測(cè)是否正在發(fā)送遙測(cè)信息或接收遙控信息，待發(fā)送或接收工作完成后，進(jìn)行導(dǎo)航定位結(jié)果判斷，確保飛行器選擇合理的報(bào)文通信資源，與地面實(shí)時(shí)建立鏈路進(jìn)行通信。

4 測(cè)控服務(wù)能力分析

4.1 通信能力分析

為了分析低軌航天器使用報(bào)文通信資源的測(cè)控能力，采用衛(wèi)星工具包(Satellite Tool Kit，STK)進(jìn)行報(bào)文信號(hào)可用性分析。設(shè)置低軌航天器的半長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為7379 km，軌道傾角為30°，升交點(diǎn)赤經(jīng)為10°，偏心率為0。北斗衛(wèi)星與報(bào)文通信終端的發(fā)射EIRP與接收G/T值按照表2與表3進(jìn)行設(shè)置；報(bào)文通信終端天線設(shè)計(jì)為覆球波束，天線的波束寬度為60°。低軌航天器與北斗GEO衛(wèi)星的可視情況如圖4所示，在圖中每個(gè)采樣點(diǎn)代表30 s，低軌航天器運(yùn)行一個(gè)周期與北斗GEO衛(wèi)星平均可視時(shí)間為1600 s。

在低軌航天器與北斗GEO衛(wèi)星的可視范圍內(nèi)，使用區(qū)域短報(bào)文資源，通信返向鏈路按照8 kbit/s的傳輸速率，每個(gè)可視弧段平均可以下傳12.8 MB的遙測(cè)數(shù)據(jù)。在其他區(qū)域，使用全球短報(bào)文資源傳輸遙測(cè)數(shù)據(jù)。低軌衛(wèi)星測(cè)控中心持續(xù)檢測(cè)衛(wèi)星的運(yùn)控狀態(tài)，當(dāng)衛(wèi)星發(fā)生突發(fā)狀況，地面測(cè)控中心完成衛(wèi)星的應(yīng)急處理。

圖4 低軌航天器與北斗GEO衛(wèi)星可視情況分析Fig.4 Visual analysis of LEO spacecraft and BDS GEO

4.2 測(cè)控時(shí)間分析

區(qū)域短報(bào)文通信鏈路采用星上透明轉(zhuǎn)發(fā)地面處理的模式，經(jīng)GEO衛(wèi)星報(bào)文通信系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至北斗運(yùn)控中心，建立報(bào)文通信終端與航天器測(cè)控中心之間的傳輸通道。報(bào)文通信終端工作在軌道高度約為1000 km，距離北斗三號(hào)GEO衛(wèi)星的通信距離(T1)在35 000～43 000 km之間變化，北斗三號(hào)GEO衛(wèi)星與北斗運(yùn)控中心之間的通信距離(T2)為36 000 km。文獻(xiàn)[12]對(duì)北斗短報(bào)文通信信道傳輸性能進(jìn)行專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試地面報(bào)文通信終端之間單數(shù)據(jù)包行通信的平均傳輸時(shí)延為3.8 s，其中北斗運(yùn)控中心處理分發(fā)時(shí)間與北斗終端處理時(shí)延為3.3 s。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，北斗運(yùn)控中心分發(fā)報(bào)文通信信息至低軌衛(wèi)星地面測(cè)控中心的時(shí)延(Ttrans)按照3.3 s進(jìn)行估算，c為光速(3×108m/s)，計(jì)算單向鏈路傳輸時(shí)延Ttotal約為3.6 s。

(1)

全球短報(bào)文通信鏈路采用星上處理模式，經(jīng)MEO衛(wèi)星報(bào)文通信系統(tǒng)接收與北斗星間鏈路轉(zhuǎn)發(fā)至北斗運(yùn)控中心。根據(jù)全球短報(bào)文的服務(wù)能力，報(bào)文通信終端與北斗運(yùn)控中心單向傳輸?shù)淖畲髸r(shí)延≤20 s。按照最大的傳輸時(shí)延20 s計(jì)算，北斗運(yùn)控中心經(jīng)專用網(wǎng)絡(luò)傳輸至航天器測(cè)控中心的時(shí)延約0.5 s，使用全球短報(bào)文系統(tǒng)完成飛行器測(cè)控單向傳輸時(shí)延最大延遲為20.5 s，可以滿足航天器全球準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)控的需求。

4.3 接入服務(wù)能力分析

星載報(bào)文通信終端發(fā)射報(bào)文信號(hào)的時(shí)間隨機(jī)，發(fā)射頻度與報(bào)文的長(zhǎng)度根據(jù)衛(wèi)星測(cè)控需求而變化。北斗報(bào)文通信系統(tǒng)單顆衛(wèi)星每秒鐘接收低軌衛(wèi)星發(fā)送的報(bào)文的業(yè)務(wù)量為

(2)

式中：λ為每秒鐘處理的平均報(bào)文通信信號(hào)業(yè)務(wù)量；li為第i類衛(wèi)星發(fā)射報(bào)文信號(hào)的時(shí)間長(zhǎng)度，單位為s；fi為第i類衛(wèi)星發(fā)射報(bào)文信號(hào)的頻度，單位為次/分鐘;Ni為第i類衛(wèi)星數(shù)目。按照表3設(shè)置低軌衛(wèi)星測(cè)控業(yè)務(wù)的構(gòu)成，低軌衛(wèi)星發(fā)送報(bào)文信號(hào)的長(zhǎng)度、發(fā)送頻度與衛(wèi)星數(shù)目如表3所示，用式(2)計(jì)算的每秒鐘平均報(bào)文通信信號(hào)的業(yè)務(wù)量為10。

表3 報(bào)文通信系統(tǒng)測(cè)控能力統(tǒng)計(jì)Table 3 Statistics of TT&C capability of message communication system

不同星載報(bào)文通信終端發(fā)射報(bào)文信號(hào)相互獨(dú)立，達(dá)到北斗報(bào)文通信系統(tǒng)的過(guò)程符合泊松分布[13]，在τ秒的時(shí)間間隔內(nèi)正好有K個(gè)報(bào)文信號(hào)達(dá)到概率見(jiàn)式(3)。單顆北斗衛(wèi)星報(bào)文通信系統(tǒng)可以并行處理12個(gè)用戶，當(dāng)多余12個(gè)報(bào)文信號(hào)達(dá)到時(shí)，星載報(bào)文通信接收機(jī)選擇其中12個(gè)信號(hào)進(jìn)行接收，未接入成功的用戶可以再次發(fā)送。

(3)

對(duì)低軌星座進(jìn)行仿真，單顆北斗衛(wèi)星報(bào)文通信系統(tǒng)接入成功率如圖5所示，當(dāng)報(bào)文通信每秒鐘平均業(yè)務(wù)量等于10時(shí)，低軌衛(wèi)星遙測(cè)業(yè)務(wù)接入成功率在96.56%。按照目前報(bào)文通信系統(tǒng)在北斗衛(wèi)星搭載數(shù)量，整個(gè)北斗三號(hào)衛(wèi)星可以支持的報(bào)文通信業(yè)務(wù)量每秒鐘可達(dá)140。

圖5 接入能力仿真Fig.5 Access capability simulation

通過(guò)分析北斗報(bào)文通信系統(tǒng)服務(wù)能力，而全球短報(bào)文通過(guò)服務(wù)的用戶終端數(shù)量與每秒鐘報(bào)文通信業(yè)務(wù)量相關(guān)。按照表3低軌衛(wèi)星的測(cè)控需求，單顆衛(wèi)星可以為32顆低軌衛(wèi)星提供測(cè)控服務(wù)。結(jié)合區(qū)域短報(bào)文與全球短報(bào)文的服務(wù)能力，北斗報(bào)文通信系統(tǒng)整個(gè)星座可以同時(shí)為400顆以上的低軌衛(wèi)星提供測(cè)控服務(wù)。在星載報(bào)文通信終端與區(qū)域短報(bào)文可以建立鏈路時(shí)，使用區(qū)域短報(bào)文資源，通信返向鏈路按照8 kbit/s的傳輸速率工作，單向鏈路傳輸時(shí)延約為3.6 s。在其他區(qū)域時(shí)，使用全球短報(bào)文資源進(jìn)行測(cè)控，測(cè)控時(shí)間最長(zhǎng)為20.5 s。通過(guò)上述的設(shè)計(jì)分析可知，使用北斗報(bào)文通信資源可以為大規(guī)模的低軌航天器同時(shí)提供全球全時(shí)的測(cè)控服務(wù)。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)北斗報(bào)文通信系統(tǒng)的研究，設(shè)計(jì)的區(qū)域短報(bào)文與全球短報(bào)文相結(jié)合的測(cè)控方式，可以滿足軌道高度小于1000 km的航天器全球全時(shí)測(cè)控。該測(cè)控方式的通信能力、測(cè)控時(shí)間與接入服務(wù)能力可以滿足大規(guī)模低軌航天器測(cè)控的需求。根據(jù)低軌航天器對(duì)測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展需求，北斗報(bào)文通信終端除了具備測(cè)控能力，必須實(shí)現(xiàn)終端高集成度、小型化、低功耗的設(shè)計(jì)，盡可能地減小低軌航天器的資源壓力。目前，團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行報(bào)文通信終端的小型化與低功耗關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)工作，力爭(zhēng)突破報(bào)文通信終端質(zhì)量小于500 g，功耗小于8 W的設(shè)計(jì)。