孟益方

【摘 要】進入到21世紀，隨著各項信息技術的發(fā)展和應用，衛(wèi)星通信系統(tǒng)的功能也在逐步增強。伴隨著新型電子信息系統(tǒng)在通信衛(wèi)星平臺中的應用，我國的通信平臺從系統(tǒng)集成度、擴展能力和應急處理能力等方面都取得了重大的進步，但與國際水平相比有一些地方還存在差距，本文從優(yōu)化通信衛(wèi)星平臺的電子系統(tǒng)結構和加強系統(tǒng)的公用平臺等方面進行研究，對通信衛(wèi)星平臺今后的發(fā)展和完善提出建議。

【關鍵詞】先進電子信息系統(tǒng)；通信衛(wèi)星平臺；應用

隨著通信系統(tǒng)的不斷建設，各級自然災害對通信系統(tǒng)的基礎建設造成的損壞也在不斷的增加，很多時候會導致通信的中斷，造成自然災害發(fā)生時救援隊伍也無法及時的了解到災區(qū)的實際情況。為全面提高通信衛(wèi)星平臺的功能和應用，進行先進性的電子信息系統(tǒng)于通信衛(wèi)星平臺中的應用研究是很有必要的。

1 通信衛(wèi)星平臺的發(fā)展現狀

1.1 國外通信衛(wèi)星平臺的發(fā)展現狀

從上個世紀末期一直到本世紀初期，國際上幾個主要的通信衛(wèi)星的制造商都逐漸完成了衛(wèi)星平臺的升級換代。上個世紀末期，美國馬丁公司的第一顆平臺衛(wèi)星成功發(fā)射入軌；美國波音公司緊隨其后發(fā)射了自己的首顆平臺衛(wèi)星：BSS702；進入到本世紀，美國勞拉空間通信公司也發(fā)射了自己的授課通信平臺衛(wèi)星；與此同時，歐洲的兩大衛(wèi)星制造企業(yè)也于本世紀初分別發(fā)射了自己的首顆平臺衛(wèi)星。這幾個公司是全球最具代表性的衛(wèi)星制造商，除此之外，世界上許多宇航公司的通信衛(wèi)星平臺也在這段時間建立，并完成了平臺性能的改進和提升[1]。

通信衛(wèi)星平臺中最重要的系統(tǒng)之一就是星載電子信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含了遙控測試、數據和星務管理、軌道控制、天線機構控制、有效荷載控制等眾多方面的功能，該系統(tǒng)不僅是一個對信息進行收集、分配和存儲的系統(tǒng)，同時也可以實現在較為苛刻的環(huán)境中對復雜的星載電子設備進行信息數據整合和功能整合，是一個功能性較為全面的系統(tǒng)。通過對通信衛(wèi)星平臺的更新和升級，國際上主要的通信衛(wèi)星平臺的星載電子信息系統(tǒng)都基本實現了基于標準總線的系統(tǒng)拓撲結構，這種系統(tǒng)具有較強的兼容性和可拓展性；平臺中采用統(tǒng)一的計算機完成各項任務，可以提高通信衛(wèi)星的資源利用率和對信息的綜合處理能力；同時，在產品設計中大量的采用新型電子技術，提高系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和自主性，降低了衛(wèi)星長年運行的成本和負擔，通過這些技術改進和系統(tǒng)升級，可以有效的延長通信衛(wèi)星平臺的使用壽命，增強衛(wèi)星平臺的精準度，提升平臺的有效荷載，提升系統(tǒng)整體的擴展能力和集成性。

1.2 國內通信衛(wèi)星平臺的發(fā)展現狀

我國的通信衛(wèi)星的發(fā)展開始于上個世紀七十年代中期，并于八十年代發(fā)射了第一顆通信衛(wèi)星，在隨后的時間里逐漸形成了電子信息系統(tǒng)和平臺化的設計理念，到2006年，我國研發(fā)出通信衛(wèi)星平臺的第三代產品，衛(wèi)星的系統(tǒng)處理能力和承載能力都得到進一步的提升。現階段，我國的通信衛(wèi)星的電子信息系統(tǒng)平臺狀態(tài)和產品狀態(tài)較多，系統(tǒng)的擴展性不強，在實際使用中，經常要根據需求的改變而進行系統(tǒng)大規(guī)模的重新設計，造成了平臺研發(fā)周期的延長[2]。

2 先進電子信息系統(tǒng)在通信衛(wèi)星平臺中的應用

以下將以國際上具有代表性的先進電子信息系統(tǒng)在通信衛(wèi)星平臺中的應用為例進行介紹和分析：

2.1 美國馬丁公司的A2100平臺

A2100平臺的核心是星載系統(tǒng)，利用1553B總線構成整顆衛(wèi)星的信息結構，平臺的電子設備統(tǒng)一采用標準總線作為輸出和輸入的接口，系統(tǒng)的集成性和延展性較強。另外，衛(wèi)星中的很多電子設備，例如各類敏感器組件和敏感器等，都通過內部的遠程終端實現和總線的連接，通過總線對各類設備的數據和信息進行采集和存儲，并將系統(tǒng)的控制指令通過總線輸送到每一個終端設備，作用于推進系統(tǒng)和飛輪，實現對衛(wèi)星運行軌道和運行姿態(tài)的控制。

除了上述應用之外，星載計算機還可以通過總線實現對衛(wèi)星有效荷載和能源控制等方面的管理，在平臺的供電配置管理方面，A2100平臺采用了電源管理直接調解單元提供七十伏安的電源，并通過各自的線路輸送到衛(wèi)星的每一個艙，減少了大功率配電模塊的設計，提升平臺的資源利用率，減少了運行成本。

2.2 歐洲阿斯特留姆公司的EUROSTAR3000平臺

EUROSTAR3000平臺的核心是航天器計算機和驅動路線。平臺的電子信息系統(tǒng)包含了兩臺航天器計算機、兩臺載荷接口單元、兩臺驅動結構、飛輪及飛輪組件、各級驅動線路和總線。系統(tǒng)通過各個單元實現對衛(wèi)星整體性能的調節(jié)和產品的管理?？刂葡到y(tǒng)的敏感器組件同電子信息系統(tǒng)的總線直接相連。在EUROSTAR3000平臺上，衛(wèi)星運行的姿態(tài)測量、遙控、跟蹤測距和星載系統(tǒng)的總線管理都是通過航天器計算機統(tǒng)一完成，航天器計算機擁有高效能的處理器和RAM區(qū)，另外計算機還配有電源保護裝置和安全模式的數據存儲器，可以保證在系統(tǒng)和平臺出現意外情況時對數據的存儲[3]。

2.3 歐洲泰雷茲-阿列尼亞公司的SPACEBUS4000平臺

SPACEBUS4000平臺的具有綜合性電子體系的完整設計，星載電子信息系統(tǒng)完整性和功能性都更優(yōu)越。SPACEBUS4000平臺的核心是衛(wèi)星管理單元和數據總線網絡，衛(wèi)星管理單元主要是控制衛(wèi)星運行時的姿態(tài)、軌道和衛(wèi)星管理的控制，可以同平臺的測控系統(tǒng)相連，實現對數據總線網絡的控制。而數據總線網絡則是通過平臺的數據接口單元連接衛(wèi)星管理和平臺的其它電子設備，通信艙的有效荷載數據連接衛(wèi)星管理單元和有效荷載設備，共同實現對衛(wèi)星運行軌道的控制和對平臺的熱控以及電源系統(tǒng)的控制。

3 提高通信衛(wèi)星電子信息系統(tǒng)先進性的措施

我國的通信衛(wèi)星電子信息系統(tǒng)同國外相比，系統(tǒng)整體的擴展性差，導致平臺的適應能力弱；集成化水平不高，電子設備的重量偏重造成平臺的承載能力降低，另外，電子信息系統(tǒng)優(yōu)化結構不佳，系統(tǒng)的功能過于分散，存在著資源浪費。為有效解決上述差距和問題，需要從以下幾個方面著手：首先，加強對電子信息系統(tǒng)的優(yōu)化設計，將系統(tǒng)的功能適度的合并，提高資源的利用效率；第二，加強平臺公用部分的開發(fā)，根據通信衛(wèi)星未來發(fā)展的趨勢和需求，在平臺設計初期就做好延展性和兼容性的工作，避免出現繁重的后期設計。第三，研究部門應該大力開展對系統(tǒng)信息標準總線的選型和信息流的研究，根據衛(wèi)星的任務需求制定和確立合理的總線冗余備份策略。第四，大力發(fā)展計算機星載技術研究，使用大規(guī)模的集成電路代替原有的分離式電路，提高系統(tǒng)的整體性能[4]。

4 結語

隨著信息技術的發(fā)展和通信技術的提升，通信衛(wèi)星的電子信息系統(tǒng)代表了通信衛(wèi)星發(fā)展的整體水平和未來的應用前景，加強通信衛(wèi)星中星載技術的研究水平和功能應用，對我國通信衛(wèi)星事業(yè)具有重要的意義。本文主要對國內外的通信衛(wèi)星平臺的發(fā)展狀況進行對比和分析，對國際上先進的電子信息系統(tǒng)在通信衛(wèi)星平臺中的應用進行研究，結合我國通信衛(wèi)星平臺中存在的不足提出加強衛(wèi)星平臺中先進電子信息系統(tǒng)的措施，以期能夠為促進我國航天技術的整體進步提供有價值的參考資料。

【參考文獻】

[1]冶元菲.先進電子信息系統(tǒng)在通信衛(wèi)星平臺中的應用[J].空間控制技術與應用，2016，37（1）：45-49.

[2]李俊坤.王春蓉.地面衛(wèi)星信息監(jiān)測分析服務系統(tǒng)軟件設計中的關鍵技術[J].電訊技術，2015，（6）：216-216.

[3]劉旭光.崔永.衛(wèi)星通信在干擾條件下的性能仿真分析[J].全國信號和智能信息處理與應用學術會議會刊息，2015 .

[4]王慧.電子信息系統(tǒng)中干擾對消技術的發(fā)展與應用[J].電訊技術，2013，（12）：106-106.

[責任編輯：張濤]