卫星通信与测控一体化地面站的集中监控管理控制系统
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摘要
以往的卫星通信地面站与卫星测控地面站是分开建设,相对独立的,相应的地面站的管理与监控也是随各自系统分体建设。随着卫星通信、测控技术的发展需求的提高,卫星通信地面站向一体化方向发展,一体化通信测控综合地面站同时肩负着卫星数据传输和卫星遥控遥测的双重任务。这样,就对卫星地面站的管理和监控也提出了更高的要求。
建立在计算机通信、网络和控制基础上的卫星通信与测控一体化地面站的集中监控管理和控制系统是实现一体化地面站设备集中监控、地面站系统集中测试、任务规划和流程管理的重要手段和方式。本文在总结以往卫星地面站监控系统优缺点的基础上,贯彻“适用、可靠、先进、经济”的原则,详细分析了卫星通信测控综合地面站的应用需求和特点,紧密结合工程实际,提出了一套完整的卫星通信与测控一体化地面站的集中监控管理控制系统开发方案。本文着重分析了系统需求,提出了系统总体设计方案;从软件工程的角度描述了软件开发的详细过程,研究成果予以了实验验证。
本文给出的集中监控管理和控制系统方案为其它卫星地面站的监控管理设计框架和实现方法提供了思路,为将来的实现卫星通信与测控系统的高效、安全、可靠运行打下了坚实的基础。
Satellite communication earth station and satellite telemetry Telecontrol station established usually separate, whose subsystems are also established with the irrespective monitoring and controlling earth stations. With the technology development for satellite communication and telemetry & Telecontrol technology and change of all applications, it is a trend for integrating the satellite communication earth station and satellite telemetry & Telecontrol earth station, which can carry out both tasks of satellite data transmission and satellite telemetry & Telecontrol. Therefore, It is necessary for a integrated monitor and control management system.
Integrated monitoring & controlling management and control system of the integrated earth station, which is built on the basis of computer communication, network and control, is an important method to realize the centralized monitoring & controlling, centralized test, task planning and process management for the integrated earth station. In this paper, based on the characteristics of monitoring & controlling system of satellite earth station and following the principle of suitable, reliable, advanced and economical, the author makes a detailed analysis on this integrated earth station application demands and characters. Meanwhile, according to the actual project, the author provides a set of complete system development scheme for the integrated earth station, which describes the whole process in terms of software project, analyses system demand, puts forward to the general scheme of the system and proposes the realization of the system.
This paper provides a solution for the frame and realization of the centralized monitoring & controlling management design to establish a stable base for efficient, safe and reliable operation of satellite communication and telemetry & Telecontrol system.
建立在计算机通信、网络和控制基础上的卫星通信与测控一体化地面站的集中监控管理和控制系统是实现一体化地面站设备集中监控、地面站系统集中测试、任务规划和流程管理的重要手段和方式。本文在总结以往卫星地面站监控系统优缺点的基础上,贯彻“适用、可靠、先进、经济”的原则,详细分析了卫星通信测控综合地面站的应用需求和特点,紧密结合工程实际,提出了一套完整的卫星通信与测控一体化地面站的集中监控管理控制系统开发方案。本文着重分析了系统需求,提出了系统总体设计方案;从软件工程的角度描述了软件开发的详细过程,研究成果予以了实验验证。
本文给出的集中监控管理和控制系统方案为其它卫星地面站的监控管理设计框架和实现方法提供了思路,为将来的实现卫星通信与测控系统的高效、安全、可靠运行打下了坚实的基础。
Satellite communication earth station and satellite telemetry Telecontrol station established usually separate, whose subsystems are also established with the irrespective monitoring and controlling earth stations. With the technology development for satellite communication and telemetry & Telecontrol technology and change of all applications, it is a trend for integrating the satellite communication earth station and satellite telemetry & Telecontrol earth station, which can carry out both tasks of satellite data transmission and satellite telemetry & Telecontrol. Therefore, It is necessary for a integrated monitor and control management system.
Integrated monitoring & controlling management and control system of the integrated earth station, which is built on the basis of computer communication, network and control, is an important method to realize the centralized monitoring & controlling, centralized test, task planning and process management for the integrated earth station. In this paper, based on the characteristics of monitoring & controlling system of satellite earth station and following the principle of suitable, reliable, advanced and economical, the author makes a detailed analysis on this integrated earth station application demands and characters. Meanwhile, according to the actual project, the author provides a set of complete system development scheme for the integrated earth station, which describes the whole process in terms of software project, analyses system demand, puts forward to the general scheme of the system and proposes the realization of the system.
This paper provides a solution for the frame and realization of the centralized monitoring & controlling management design to establish a stable base for efficient, safe and reliable operation of satellite communication and telemetry & Telecontrol system.
引文
[1]刘国梁,荣昆璧.卫星通信.西安电子科技大学出版社,西安,1994年12月第1版.
[2]夏南银.航天测控系统.国防工业出版社,北京,2002年10月第1版.
[3]郝岩.航天测控网.国防工业出版社,北京,2004年1月第1版.
[4]原著Wertz J R,Larson W J,王长龙等译.航天任务的分析与设计.航空工业出版社,北京,1992年12月第1版.
[5]徐平平,宋铁成,叶芝慧等译.数字通信。电子工业出版社,北京,2002年9月第1版.
[6]马刈非编著.卫星通信网络技术.国防工业出版社,北京,2003年7月第1版.
[7]甘良才等译.卫星通信.电子工业出版社,北京,2005年7月第1版.
[8]郭诠水等.通信设备接口协议手册.人民邮电出版社,北京,2005年2月第一版.
[9]刘寅琥等.系统分析之路.电子工业出版社,北京,2005年5月第一版.
[10]李昊,刘志镜.线程池技术的研究.现代电子技术,2004年第3期.
[11]滕蕾.卫星广播电视地球站抗干扰监控系统与关键技术研究.西南交通大学硕士学位论文,2006年4月.
[12]孙大平.计算机和网络技术在卫星地球站监控系统中的应用.北京邮电大学硕士学位论文,2000年8月.
[13]陈小英.卫星上行地球站自动监控系统设计与系统分析.南京理工大学硕士学位论文,2004年6月.
[14]吴炜炜.北京海事卫星测控站计算机监控系统的设计与实现.北京邮电大学,2002年11月.
[15]朱维宝,王庆成,王宪文.航天器地面测试监控管理系统的设计.计算机自动测量与控制,2000年第8期.
[16]于斌,帕孜来,李新勤.计算机监控系统在卫星地面站中的应用.微计 算机信息,2002年第18卷第3期.
[17]丰洪才,卢正鼎.IP组播技术及其在远程监控中的作用.测控技术,2004年第23卷第4期.
[18]杜志秀,侯孝民,李小波等.多波段卫星测试转发监控系统的设计与实现.装备指挥技术学院学报,2002年第13卷第2期.
[19]麦静惠,曹仙春.计算机缉拿可与管理一体化的研究.机电工程技术,2003年第32卷第4期.
[20]李明梅,李哲英.基于卫星通信检测系统的软件可靠性研究.电子质量,2004年第4期.
[21]王卫民.提高Ku频段地球站抗雨衰能力的措施.现代雷达,2003年4月.
[22]孙允标.现代通信及网络技术.国防工业出版社,北京,2005年7月第一版.
[23]张宝富等.现代通信技术与网络应用.西安电子科技大学出版社,西安2004年2月第一版.
[24]姜康林,汪春霆,刘学林.卫星通信技术在我国的应用和发展.无线电工程,2001年08期.
[25]胡文金.计算机测控应用技术.重庆大学出版社,重庆,2003年6月第1版.
[26]李凤保,杨黎明.网络化测控系统技术.四川大学出版社,成都,2004年12月第1版.
[27]蔡阳,孟令奎.计算机网络原来与技术.国防工业出版社,北京,2005年2月第1版.
[28]佟震亚,杨风暴.计算机网络与通信.人民邮电出版社,北京,2005年8月第1版.
[29]丰继林,刘庆杰.计算机网络工程与实践.清华大学出版社,北京,2005年第1版.
[30]王先培.测控系统通信与网络教程.武汉大学出版社,武汉,2004年第1版.
[31]康健.中国Ka波段卫星通信线路的雨衰分布特性.通信学报,2006年第27卷第8期.
[32]王保印.我国Ka波段卫星通信系统降雨衰减特性及补偿方法的研究.吉林大学硕士学位论文,2004年9月.
[33]王振河,王增利,郑军.Ka频段卫星通信雨衰分析及解决对策.飞行器测控学报,2005年第6期.
[34]金光,武小悦,高卫斌.卫星地面站资源调度优化模型及启发式算法.系统工程与电子技术,2004年第26期.
[35]王大珩,王淦昌,杨嘉墀等.高技术辞典.科学出版社,北京,2000第一版.
[36]Zillig D J.Perko KL,Nelson K G.New TDRSS Communications Options for S mall Satellites.Space Operations 96,1996.
[3?]Adinolfi M,Cestal A.Heuristic Scheduling of the DRS Communication System.Engineering Applications of Artificial Intelligence,1995,8(2)
[38]Rojanasoonthon S,Bard J F,Reddy S D.Algorithms for Parallel Machine Sc he duling:A Case Study of the Tracking and Data Relay Satellite System.Journal of the Operational Research Society,2003,54(8).
[39]P.F.Barritt,E.J.Habib.Tracking and Data Relay Satellite System:an Overview.A IAA.
[40]Teles J.Overview of TDRSS.Advances in Space Research,1995,16(12).
[41]D.Brandel.The Advanced Tracking and Data Relay Sat2ellite System.A IAA-90-0894-CP.
[42]S.E.Dinwiddy,A.Dickinson.The European Data Re21ay System.A IAA-92-1883-CP.
[43]Francis C.Lee.μ2analysis for Robust Control in Space2 craft with Large Appendages.Proceedings of the 19 th Chinese Control Conference,2000.
[44]宗建建,李孟军,姚锋,贺仁杰.卫星任务规划系统时间窗口模块的设计与实现.计算机工程与设计,2005年第6期.
[45]方炎申,陈英武,顾中舜.中继卫星调度问题的CSP模型.国防科技大学学报,2005年第2期.
[46]唐薇.卫星通信设备自动化测试系统的应用.遥测遥控,2001年第22期.
[47]庞之浩.国外跟踪与数据中继卫星的发展(下).数字通信世界,2006年第3期.
[48]庞之浩.国外跟踪与数据中继卫星的发展(上).数字通信世界,2006年第2期.
[49]冯贵年,于志坚.跟踪与数据中继卫星系统的现状和发展.中国航天,2004年第1期.
[50]王典军,曾海波,关轶峰.跟踪与数据中继卫星控制系统技术.航天控制,2005年第3期.
[51]翟政安,罗伦,章海澄.数据中继卫星系统的数据传输协议研究.无线电通信技术,2005年第4期.
[2]夏南银.航天测控系统.国防工业出版社,北京,2002年10月第1版.
[3]郝岩.航天测控网.国防工业出版社,北京,2004年1月第1版.
[4]原著Wertz J R,Larson W J,王长龙等译.航天任务的分析与设计.航空工业出版社,北京,1992年12月第1版.
[5]徐平平,宋铁成,叶芝慧等译.数字通信。电子工业出版社,北京,2002年9月第1版.
[6]马刈非编著.卫星通信网络技术.国防工业出版社,北京,2003年7月第1版.
[7]甘良才等译.卫星通信.电子工业出版社,北京,2005年7月第1版.
[8]郭诠水等.通信设备接口协议手册.人民邮电出版社,北京,2005年2月第一版.
[9]刘寅琥等.系统分析之路.电子工业出版社,北京,2005年5月第一版.
[10]李昊,刘志镜.线程池技术的研究.现代电子技术,2004年第3期.
[11]滕蕾.卫星广播电视地球站抗干扰监控系统与关键技术研究.西南交通大学硕士学位论文,2006年4月.
[12]孙大平.计算机和网络技术在卫星地球站监控系统中的应用.北京邮电大学硕士学位论文,2000年8月.
[13]陈小英.卫星上行地球站自动监控系统设计与系统分析.南京理工大学硕士学位论文,2004年6月.
[14]吴炜炜.北京海事卫星测控站计算机监控系统的设计与实现.北京邮电大学,2002年11月.
[15]朱维宝,王庆成,王宪文.航天器地面测试监控管理系统的设计.计算机自动测量与控制,2000年第8期.
[16]于斌,帕孜来,李新勤.计算机监控系统在卫星地面站中的应用.微计 算机信息,2002年第18卷第3期.
[17]丰洪才,卢正鼎.IP组播技术及其在远程监控中的作用.测控技术,2004年第23卷第4期.
[18]杜志秀,侯孝民,李小波等.多波段卫星测试转发监控系统的设计与实现.装备指挥技术学院学报,2002年第13卷第2期.
[19]麦静惠,曹仙春.计算机缉拿可与管理一体化的研究.机电工程技术,2003年第32卷第4期.
[20]李明梅,李哲英.基于卫星通信检测系统的软件可靠性研究.电子质量,2004年第4期.
[21]王卫民.提高Ku频段地球站抗雨衰能力的措施.现代雷达,2003年4月.
[22]孙允标.现代通信及网络技术.国防工业出版社,北京,2005年7月第一版.
[23]张宝富等.现代通信技术与网络应用.西安电子科技大学出版社,西安2004年2月第一版.
[24]姜康林,汪春霆,刘学林.卫星通信技术在我国的应用和发展.无线电工程,2001年08期.
[25]胡文金.计算机测控应用技术.重庆大学出版社,重庆,2003年6月第1版.
[26]李凤保,杨黎明.网络化测控系统技术.四川大学出版社,成都,2004年12月第1版.
[27]蔡阳,孟令奎.计算机网络原来与技术.国防工业出版社,北京,2005年2月第1版.
[28]佟震亚,杨风暴.计算机网络与通信.人民邮电出版社,北京,2005年8月第1版.
[29]丰继林,刘庆杰.计算机网络工程与实践.清华大学出版社,北京,2005年第1版.
[30]王先培.测控系统通信与网络教程.武汉大学出版社,武汉,2004年第1版.
[31]康健.中国Ka波段卫星通信线路的雨衰分布特性.通信学报,2006年第27卷第8期.
[32]王保印.我国Ka波段卫星通信系统降雨衰减特性及补偿方法的研究.吉林大学硕士学位论文,2004年9月.
[33]王振河,王增利,郑军.Ka频段卫星通信雨衰分析及解决对策.飞行器测控学报,2005年第6期.
[34]金光,武小悦,高卫斌.卫星地面站资源调度优化模型及启发式算法.系统工程与电子技术,2004年第26期.
[35]王大珩,王淦昌,杨嘉墀等.高技术辞典.科学出版社,北京,2000第一版.
[36]Zillig D J.Perko KL,Nelson K G.New TDRSS Communications Options for S mall Satellites.Space Operations 96,1996.
[3?]Adinolfi M,Cestal A.Heuristic Scheduling of the DRS Communication System.Engineering Applications of Artificial Intelligence,1995,8(2)
[38]Rojanasoonthon S,Bard J F,Reddy S D.Algorithms for Parallel Machine Sc he duling:A Case Study of the Tracking and Data Relay Satellite System.Journal of the Operational Research Society,2003,54(8).
[39]P.F.Barritt,E.J.Habib.Tracking and Data Relay Satellite System:an Overview.A IAA.
[40]Teles J.Overview of TDRSS.Advances in Space Research,1995,16(12).
[41]D.Brandel.The Advanced Tracking and Data Relay Sat2ellite System.A IAA-90-0894-CP.
[42]S.E.Dinwiddy,A.Dickinson.The European Data Re21ay System.A IAA-92-1883-CP.
[43]Francis C.Lee.μ2analysis for Robust Control in Space2 craft with Large Appendages.Proceedings of the 19 th Chinese Control Conference,2000.
[44]宗建建,李孟军,姚锋,贺仁杰.卫星任务规划系统时间窗口模块的设计与实现.计算机工程与设计,2005年第6期.
[45]方炎申,陈英武,顾中舜.中继卫星调度问题的CSP模型.国防科技大学学报,2005年第2期.
[46]唐薇.卫星通信设备自动化测试系统的应用.遥测遥控,2001年第22期.
[47]庞之浩.国外跟踪与数据中继卫星的发展(下).数字通信世界,2006年第3期.
[48]庞之浩.国外跟踪与数据中继卫星的发展(上).数字通信世界,2006年第2期.
[49]冯贵年,于志坚.跟踪与数据中继卫星系统的现状和发展.中国航天,2004年第1期.
[50]王典军,曾海波,关轶峰.跟踪与数据中继卫星控制系统技术.航天控制,2005年第3期.
[51]翟政安,罗伦,章海澄.数据中继卫星系统的数据传输协议研究.无线电通信技术,2005年第4期.