深空探测器遥控的作用距离遥远,上行信号接收能力有限,上行数据码率一般很低。同时,由于传输时延大,不易进行返回校验,通常采用纠错编码、信息加密或身份认证等技术措施,以保证上行数据的正确性和安全性。

深空遥控典型系统是由地面深空站接收飞控中心送来的指令或注入数据,经过加扰、BCH编码、码型变换后,调制到副载波上,再调制到载波上,通过大功率发射机和高增益天线向空间发射到探测器。

探测器上的遥控终端接收到应答机解调出的已调相移键控(PSK)副载波信号后,再二次解调出遥控指令或注入数据,输出脉冲编码调制(PCM)码流。指令译码器译码输出遥控指令;数据译码器接收、解包和校验注入数据,并将恢复的数据送往数据管理计算机或其他用户,控制执行部件,实现对探测器的控制。深空遥控典型系统组成框图如图1-11所示。

深空遥控典型系统组成框图

图1-11 深空遥控典型系统组成框图

地面深空站向探测器发送的上行遥控信息包括遥控开关指令和注入数据两部分。其中,遥控开关指令是指控制探测器飞行姿态和探测器上设备工作状态、主备切换等的开关命令;注入数据指控制探测器运行的工作参数,包括轨道根数、设备工作程序参数、延时遥控指令、时钟校正和探测器计算机程序等。这些遥控信息由二进制码序列组成,并按照一定的格式排列,形成探测器与地面均能识别的信息。

深空遥控的典型参数如表1-6所示。

针对深空探测中信噪比极低的特点,CCSDS早期的建议是采用PCM/PSK/PM矩形波调制,带宽较宽的接收机可以恢复PCM/PSK/PM矩形波调制的高次谐波,从而增大有用信号功率。在月球探测等较近距离的探测任务中,由于强发射功率的航天器数量较多,需要限制探测器采用满足通信要求的最小频谱带宽以解决频段拥塞问题,因此CCSDS建议采用需要较小频谱带宽的PCM/PSK/PM正弦波调制。

表1-6 深空遥控参数

深空遥控参数