張海威，侯 波，車 斌，張國龍，邢 楠

（1.西安衛(wèi)星測(cè)控中心 宇航動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710043；2.陸軍航空兵研究所，北京 101121）

0 引言

隨著我國軍民融合政策不斷推進(jìn)，民商類在軌衛(wèi)星呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，雖然涌現(xiàn)出如天鏈、馭星等一大批民營航天測(cè)控企業(yè)，但是傳統(tǒng)的地面測(cè)控服務(wù)需要巨大的站網(wǎng)資源建設(shè)投入，并且現(xiàn)有地面測(cè)控資源無法滿足未來大規(guī)模星座的測(cè)控管理需求（如鴻雁星座、“五云一車”項(xiàng)目、“吉林一號(hào)”遙感星座等）。楊天社等探討了低軌衛(wèi)星天基測(cè)控的可行性，但是考慮到天基測(cè)控資源（如中繼衛(wèi)星、天通衛(wèi)星等）的有限性，采用北斗短報(bào)文進(jìn)行在軌衛(wèi)星測(cè)控，具有終端小巧、成本低廉和覆蓋全面等特點(diǎn)。

2020 年7 月，我國全面建成北斗導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星具有獨(dú)立的雙向通信功能，保密性好，覆蓋范圍大，同時(shí)具有兼容導(dǎo)航功能和組網(wǎng)方便等優(yōu)點(diǎn)，具備衛(wèi)星無線電定位轉(zhuǎn)發(fā)和通信轉(zhuǎn)發(fā)能力，可以為雙向授時(shí)、報(bào)文通信及地面測(cè)運(yùn)控系統(tǒng)之間的時(shí)間同步與數(shù)據(jù)傳輸提供轉(zhuǎn)發(fā)信道。

國內(nèi)較早開展了基于北斗短報(bào)文的研究和應(yīng)用工作。何雨帆等開展了通過遙感九號(hào)搭載北斗短報(bào)文終端進(jìn)行測(cè)控試驗(yàn)。關(guān)新鋒等研究了基于北斗短報(bào)文的天基測(cè)控方法，進(jìn)行了系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)和測(cè)控?cái)?shù)據(jù)流程設(shè)計(jì)。劉保國等分析了北斗三號(hào)全球?qū)Ш较到y(tǒng)短報(bào)文用于低軌衛(wèi)星測(cè)控的基本能力。朱向鵬等提出在中國周邊與亞太地區(qū)使用區(qū)域短報(bào)文進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)控，在其他區(qū)域使用全球短報(bào)文進(jìn)行準(zhǔn)實(shí)時(shí)測(cè)控。陶德桂等利用北斗短報(bào)文通信技術(shù)研制了地面北斗便攜站和機(jī)載BD 安控器，實(shí)現(xiàn)了北斗短報(bào)文指令被動(dòng)安控功能。唐慶輝等基于北斗短報(bào)文通信功能，設(shè)計(jì)了一種炮兵裝備遠(yuǎn)程保障技術(shù)方案。雷思磊等設(shè)計(jì)了自主可控的北斗短報(bào)文可靠傳輸協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸格式以及雙北斗終端乒乓使用機(jī)制。本文在上述工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合北斗短報(bào)文的特點(diǎn)，綜合考慮了在軌衛(wèi)星（星座）運(yùn)行特點(diǎn)，優(yōu)化設(shè)計(jì)了衛(wèi)星信息傳輸方法，提出了面向北斗短報(bào)文的在軌衛(wèi)星結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控體系，對(duì)提高在軌衛(wèi)星的精細(xì)化使用管理，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

1 北斗短報(bào)文應(yīng)用現(xiàn)狀

北斗系統(tǒng)的定位、通信與授時(shí)使用同一信道，其報(bào)文數(shù)據(jù)包為可變長(zhǎng)度數(shù)據(jù)幀，可有效滿足通信信息量較小但短時(shí)突發(fā)數(shù)據(jù)處理要求較高，且大量用戶同時(shí)使用的各類應(yīng)用需求，具有良好的加密功能，可保證用戶數(shù)據(jù)通信安全。

綜合考慮北斗系統(tǒng)具有全天候、全方位、并發(fā)處理能力強(qiáng)和安全性好等特點(diǎn)，提出構(gòu)建面向北斗短報(bào)文的在軌衛(wèi)星健康監(jiān)控應(yīng)用場(chǎng)景，主要包括：

1）作為輔助測(cè)控手段，解決國內(nèi)測(cè)控資源緊張，導(dǎo)致衛(wèi)星健康狀態(tài)缺乏實(shí)時(shí)監(jiān)控和資源支持的問題；

2）解決低軌衛(wèi)星發(fā)生故障后，衛(wèi)星境外長(zhǎng)時(shí)間無測(cè)控資源支持導(dǎo)致無法及時(shí)處置的問題；

3）提高衛(wèi)星執(zhí)行任務(wù)和故障處置的實(shí)時(shí)性和時(shí)效性。

在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了“用戶→北斗衛(wèi)星→在軌衛(wèi)星”前反向數(shù)據(jù)流向，如圖1 所示。

圖1 基于北斗短報(bào)文的衛(wèi)星健康監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流Fig.1 Health monitoring data flow of satellites based on Beidou short message

在軌衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)控前向過程（終端用戶→北斗衛(wèi)星→在軌衛(wèi)星）流程如下：

1）終端用戶將測(cè)控需求（包括終端ID、指令等）通過短報(bào)文數(shù)據(jù)加密后發(fā)送到北斗衛(wèi)星。

2）北斗衛(wèi)星將接收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后傳送至北斗運(yùn)控中心。

3）北斗運(yùn)控中心處理接收到的數(shù)據(jù)，經(jīng)解密和再加密后，將其加入到持續(xù)廣播的出站電文中，發(fā)送給北斗衛(wèi)星。

4）北斗衛(wèi)星將加密后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后廣播給低軌衛(wèi)星上的終端；衛(wèi)星接收信號(hào)，解調(diào)解密電文，按照收到的指令完成相應(yīng)動(dòng)作，完成一次點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；針對(duì)具備星間鏈路的衛(wèi)星星座，則可以通過星間分發(fā)功能，實(shí)現(xiàn)星間通信，完成一次點(diǎn)對(duì)面通信。

5）在軌衛(wèi)星進(jìn)入地面可見弧段，由地面測(cè)運(yùn)控中心或地面運(yùn)管中心對(duì)衛(wèi)星狀態(tài)進(jìn)行綜合評(píng)估確認(rèn)。

6）地面測(cè)控中心通過可用的上行鏈路，對(duì)衛(wèi)星在軌狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。

在軌衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)控反向過程（在軌衛(wèi)星→北斗衛(wèi)星→終端用戶），即當(dāng)衛(wèi)星需要向地面用戶發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，其流程如下：

1）地面測(cè)運(yùn)控中心、運(yùn)管中心（衛(wèi)星在地面可視弧段內(nèi)）或在軌衛(wèi)星（境外或境內(nèi)均可）任意一方通過故障診斷系統(tǒng)，對(duì)衛(wèi)星自身的健康狀態(tài)進(jìn)行分析評(píng)估。上述三方將分析結(jié)果通過短報(bào)文系統(tǒng)，主動(dòng)發(fā)給北斗星座中的某一衛(wèi)星（包括終端ID、健康狀態(tài)信息等）。

2）北斗衛(wèi)星通過短報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給運(yùn)控中心。

3）北斗運(yùn)控中心將消息進(jìn)行解密、解碼后，重新封裝發(fā)送給某一北斗衛(wèi)星。

4）北斗衛(wèi)星通過短報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給終端用戶，由用戶對(duì)衛(wèi)星健康狀態(tài)進(jìn)行進(jìn)一步分析評(píng)估。

5）終端用戶根據(jù)衛(wèi)星狀態(tài)，待衛(wèi)星進(jìn)入地面測(cè)控中心可視圈次時(shí)，進(jìn)一步進(jìn)行衛(wèi)星健康狀態(tài)綜合分析與評(píng)估。

通常情況下，在軌衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)控過程配合使用，可以由前向或反向任意一方發(fā)起。

2 關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 在軌衛(wèi)星關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和部件健康狀態(tài)分析技術(shù)

隨著衛(wèi)星自主計(jì)算處理能力和星上智能化水平不斷提高，對(duì)于在軌衛(wèi)星的健康狀態(tài)，可以采用星上自適應(yīng)診斷的方式進(jìn)行。針對(duì)衛(wèi)星各分系統(tǒng)采集的遙測(cè)數(shù)據(jù)，采用星上計(jì)算機(jī)進(jìn)行預(yù)處理，通過“自主診斷+主動(dòng)故障隔離”的方式實(shí)現(xiàn)。對(duì)出現(xiàn)異常結(jié)果的數(shù)據(jù)（尤其是需要即刻處理的異常）采用適應(yīng)短報(bào)文碼流限制的特定數(shù)據(jù)格式進(jìn)行單獨(dú)組幀下傳。

基于北斗短報(bào)文的遙測(cè)信息采集，主要遵循以下原則：1）正常情況下，通過北斗短報(bào)文采集分發(fā)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，應(yīng)涵蓋衛(wèi)星各個(gè)分系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)（如測(cè)控、電源、姿軌控、載荷等），主要采集各主要部件的健康狀態(tài)信息，完成組幀后進(jìn)行存儲(chǔ)，視情傳輸；2）當(dāng)衛(wèi)星某部件出現(xiàn)異常時(shí)，則重點(diǎn)采集其故障信息，并盡快完成組幀下傳。

2.2 在軌衛(wèi)星上下行數(shù)據(jù)格式設(shè)計(jì)

在不影響北斗系統(tǒng)導(dǎo)航、定位和授時(shí)的主任務(wù)，充分考慮北斗短報(bào)文數(shù)據(jù)傳輸速率和內(nèi)容的資源約束限制，有效減輕數(shù)據(jù)傳輸壓力，提高衛(wèi)星處置異常情況的處置效率，通過北斗短報(bào)文回傳的衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)控內(nèi)容應(yīng)該與常規(guī)遙測(cè)有較大區(qū)別。

參考目前常用的北斗用戶機(jī)數(shù)據(jù)接口要求（4.0協(xié)議），其民用短報(bào)文通信協(xié)議格式如圖2 所示。其中，“指令/遙測(cè)”表征終端或地面識(shí)別當(dāng)前報(bào)文類別的標(biāo)志；“報(bào)文長(zhǎng)度”表征整個(gè)報(bào)文的字節(jié)長(zhǎng)度，包含從指令到校驗(yàn)和的短報(bào)文消息總長(zhǎng)度，可用來判斷接收的報(bào)文數(shù)據(jù)是否缺失；“用戶地址”表征報(bào)文傳輸時(shí)使用當(dāng)前終端ID 號(hào)；“報(bào)文內(nèi)容”表征傳送或接收的用戶數(shù)據(jù)信息；“校驗(yàn)和”表征從前面4 部分進(jìn)行校驗(yàn)運(yùn)算，以保證數(shù)據(jù)的正確性。

圖2 民用北斗短報(bào)文通信協(xié)議格式Fig.2 Communication protocol format of civilian Beidou short message

“報(bào)文內(nèi)容”主要包含5 部分：1）“信息類別”表征傳輸信息的緊急程度、傳輸方式為漢字或代碼等；2）“用戶地址”表征目標(biāo)用戶的ID 號(hào)；3）“電文長(zhǎng)度”表征電文內(nèi)容中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度；4）“是否應(yīng)答/加密”表征地面依據(jù)此標(biāo)志是否進(jìn)行應(yīng)答和加解密；5）“電文內(nèi)容”表征實(shí)際上注的數(shù)據(jù)內(nèi)容。

通過對(duì)數(shù)據(jù)交換層的協(xié)議進(jìn)行約定，完善衛(wèi)星上下行數(shù)據(jù)組幀方式，實(shí)現(xiàn)基于北斗短報(bào)文信息傳遞的通用化和規(guī)范化。

2.2.1 遙測(cè)/遙控?cái)?shù)據(jù)的使用

對(duì)于基于北斗短報(bào)文的遙測(cè)/遙控?cái)?shù)據(jù)的使用，需遵循以下原則：1）主要適用于衛(wèi)星境外不可見圈次；2）不與正常測(cè)控工作相沖突；3）采用特定格式編排，以減少數(shù)據(jù)量，提高信息傳遞效率和安全性，采集遙測(cè)數(shù)據(jù)以各分系統(tǒng)的關(guān)鍵狀態(tài)信息為主，以模擬量數(shù)據(jù)為輔；4）對(duì)正常狀態(tài)的遙測(cè)數(shù)據(jù)、不影響衛(wèi)星正常使用的異常和非需要即刻處置的故障，采用按需進(jìn)行存儲(chǔ)和下傳；對(duì)影響衛(wèi)星正常使用的異常、需要即刻處置的重大故障，需要衛(wèi)星立刻進(jìn)行通過短報(bào)文下傳相關(guān)信息，如有必要，地面終端可通過短報(bào)文進(jìn)行衛(wèi)星操控。

2.2.2 遙測(cè)數(shù)據(jù)編排

鑒于北斗短報(bào)文通信能力限制，下行遙測(cè)數(shù)據(jù)編排方法如下：

1）考慮到衛(wèi)星遙測(cè)編排的一致性，建議遙測(cè)格式采用CCSDS AOS 推薦的信道訪問數(shù)據(jù)單元（CADU）格式，包含虛擬信道數(shù)據(jù)單元（VCDU）附加同步序列兩部分，共同組成短報(bào)文的“電文內(nèi)容”。

2）衛(wèi)星遙測(cè)模式設(shè)計(jì)過程中，增加北斗短報(bào)文下傳模式，僅在需要通過北斗短報(bào)文傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，占據(jù)測(cè)控物理信道，完成數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)和分發(fā)。

3）遙測(cè)組幀采用星上主動(dòng)采集各分系統(tǒng)工作狀態(tài)信息，進(jìn)行主動(dòng)存儲(chǔ)，如無下傳需求，則可定時(shí)由新數(shù)據(jù)進(jìn)行自主覆蓋。

4）原則上，通過短報(bào)文傳輸?shù)年P(guān)鍵遙測(cè)，幀長(zhǎng)不超過每次短報(bào)文發(fā)送的最長(zhǎng)限制。

5）正常下傳數(shù)據(jù)中應(yīng)包含衛(wèi)星狀態(tài)、姿態(tài)等關(guān)鍵正常信息。

6）衛(wèi)星異常數(shù)據(jù)通過一幀數(shù)據(jù)即可以完全表征，通過一次下傳即可以明確表征異常部位的工作狀態(tài)；異常數(shù)據(jù)中應(yīng)包含故障時(shí)間、故障部位和故障等級(jí)等關(guān)鍵信息。

2.2.3 簡(jiǎn)化指令設(shè)計(jì)

鑒于衛(wèi)星遙控指令的一致性，對(duì)圖2 中的“報(bào)文內(nèi)容”進(jìn)行編排，通過“方式字”進(jìn)行北斗短報(bào)文指令識(shí)別。采取的方法如下：

1）采用“星上存儲(chǔ)+地面觸發(fā)”方式，大幅簡(jiǎn)化通過短報(bào)文上注指令的長(zhǎng)度和內(nèi)容。

2）通過短報(bào)文發(fā)送的遙控指令，幀長(zhǎng)不超過每次短報(bào)文發(fā)送的最長(zhǎng)限制。

3）通過設(shè)計(jì)優(yōu)化星上自主執(zhí)行動(dòng)作指令序列，如構(gòu)建故障條件下自主轉(zhuǎn)對(duì)日巡航狀態(tài)等指令鏈，通過北斗短報(bào)文發(fā)送觸發(fā)指令，實(shí)現(xiàn)星上調(diào)姿、業(yè)務(wù)操作、安全控制等動(dòng)作，優(yōu)化衛(wèi)星自主工作過程。

2.3 可靠信息傳輸技術(shù)

北斗短報(bào)文通信從本質(zhì)上來說屬于不可靠通信，在連續(xù)發(fā)送多條短報(bào)文后，存在丟包現(xiàn)象，并且接收端不發(fā)送回執(zhí)信息，無法確定報(bào)文是否被成功接收或傳輸數(shù)據(jù)出錯(cuò)等因素，發(fā)送端不能明確得知報(bào)文是否發(fā)送成功。相關(guān)研究表明，北斗短報(bào)文通信單數(shù)據(jù)包的傳輸成功率約為95%。

在應(yīng)急情況下，信息交互的準(zhǔn)確性顯得至關(guān)重要。為此，可以采用如下兩種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。

2.3.1 數(shù)據(jù)接收正確性校驗(yàn)

為了讓通信雙方能夠知曉信息發(fā)送結(jié)果，充分利用北斗雙向通信的性質(zhì)，采用最原始的逐條反饋機(jī)制，對(duì)接收到的每一個(gè)數(shù)據(jù)包都發(fā)送一個(gè)反饋數(shù)據(jù)包。接收端接收到數(shù)據(jù)包后，首先對(duì)其進(jìn)行差錯(cuò)檢驗(yàn)，然后根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，向發(fā)送端發(fā)送反饋信息，告知發(fā)送端數(shù)據(jù)包是否發(fā)送成功，數(shù)據(jù)傳輸是否完整，以便發(fā)送端采取相應(yīng)的措施。反饋信息可以實(shí)時(shí)發(fā)送，也可以延時(shí)發(fā)送。

2.3.2 數(shù)據(jù)執(zhí)行正確性校驗(yàn)

逐條反饋的信息驗(yàn)證方式，會(huì)過多占用本就不寬裕的北斗通信信道，并且由于北斗頻段的公開性，頻繁的雙向通信增大了信息被截獲的概率。為此，可以采用星上正確執(zhí)行指令的效果反饋方式進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：1）前反向傳輸?shù)亩虉?bào)文信息內(nèi)容不一致，降低了被解密的風(fēng)險(xiǎn)；2）通過多次遙控上行而僅反饋一次遙測(cè)下行的方式，減少北斗短報(bào)文雙向傳輸過程，降低通信頻次，減少數(shù)據(jù)傳輸過程產(chǎn)生的誤碼和校驗(yàn)，減輕北斗通信壓力；3）為保證數(shù)據(jù)正確接收，可以設(shè)置接收的反饋時(shí)間節(jié)點(diǎn)，如果星上未正常接收，則地面可以及時(shí)重發(fā)。

2.4 數(shù)據(jù)傳輸掩碼技術(shù)

從北斗短報(bào)文的傳輸過程可以看出，數(shù)據(jù)直接由終端發(fā)出，雖然有一定的防護(hù)手段，但是在北斗調(diào)制頻率、信息傳輸格式等信息均公開的條件下，用戶數(shù)據(jù)存在泄漏、被篡改和被竊取的風(fēng)險(xiǎn)，具有安全隱患。

傳統(tǒng)意義上的加解密技術(shù)，主要是針對(duì)單個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行“一星一密”的星地配套使用，對(duì)于大規(guī)模星座尤其是存在星間鏈路的衛(wèi)星來說不適用。綜合北斗短報(bào)文安全系統(tǒng)現(xiàn)狀，對(duì)大規(guī)模傳遞分發(fā)數(shù)據(jù)可以采用掩碼技術(shù)，如圖3 所示，通過區(qū)塊鏈“地面私鑰+星間公鑰”加密算法，增強(qiáng)衛(wèi)星隨遇接入和星間信息傳遞的通用性、安全性和可靠性。

圖3 北斗短報(bào)文信息掩碼過程Fig.3 Mask process of Beidou short message information

2.4.1 對(duì)全部信息進(jìn)行掩碼

掩碼信息是收發(fā)雙方約定好、在符合北斗短報(bào)文信息要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行指定編碼，對(duì)短報(bào)文信息傳輸不造成影響。掩碼信息不對(duì)所有用戶公開，只有接收數(shù)據(jù)的用戶才可以正確地接收使用數(shù)據(jù)?？紤]到北斗短報(bào)文自身存在一定的加密手段，因此，通過“掩碼+北斗短報(bào)文加密”雙重加密的方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確傳遞和便捷通信。通過對(duì)北斗短報(bào)文全部信息進(jìn)行掩碼，以星上存儲(chǔ)特定的提取碼在特定時(shí)間進(jìn)行更新，確保星地雙方掩碼信息同步。

2.4.2 對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行二次/多次掩碼

為保證加密后的數(shù)據(jù)能夠在短報(bào)文系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)安全傳輸，可以對(duì)報(bào)文內(nèi)容中的電文內(nèi)容進(jìn)行二次/多次掩碼，并可以有選擇地對(duì)“電文長(zhǎng)度”部分進(jìn)行二次/多次掩碼。通過在發(fā)端和收端的協(xié)議進(jìn)行規(guī)范化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)短報(bào)文系統(tǒng)在不同用戶終端間信息的安全交互。

3 分析與驗(yàn)證

以北斗三號(hào)系統(tǒng)（3GEO+3IGSO+24MEO）為例，進(jìn)行半長(zhǎng)軸為500 km 高度的太陽同步軌道衛(wèi)星的可見性及單向信息傳輸時(shí)延分析（不需要遙控與遙測(cè)信息比判），如圖4 和圖5 所示，仿真計(jì)算結(jié)果見表1。

圖4 前向遙控指令發(fā)送時(shí)間Fig.4 Transmission time of forward telecommand data

圖5 反向遙測(cè)接收時(shí)間Fig.5 Reception time of backward telemetry data

表1 前反向數(shù)據(jù)流傳輸時(shí)間統(tǒng)計(jì)Tab.1 Transmission time of forward-backward data flow

3.1 指令上行處理時(shí)間特性

上行時(shí)間指終端用戶通過北斗短報(bào)文系統(tǒng)將特定的指令發(fā)送給衛(wèi)星，主要包括以下過程：

式中：

T

為上行總時(shí)間；

t

為終端用戶至北斗衛(wèi)星的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星至北斗地面運(yùn)控系統(tǒng)的時(shí)間；

t

為地面運(yùn)控系統(tǒng)處理信息的時(shí)間；

t

為北斗地面運(yùn)控系統(tǒng)至北斗衛(wèi)星的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星至目標(biāo)衛(wèi)星的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星處理終端用戶數(shù)據(jù)的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星處理地面運(yùn)控中心數(shù)據(jù)的時(shí)間。

3.2 遙測(cè)下行處理時(shí)間特性

下行時(shí)間指在軌衛(wèi)星通過北斗短報(bào)文系統(tǒng)將特定的遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送給終端用戶，主要包括以下過程：

式中：

T

為下行總時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星至終端用戶的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星至北斗地面運(yùn)控系統(tǒng)的時(shí)間；

t

為地面運(yùn)控系統(tǒng)處理信息的時(shí)間；

t

為北斗地面運(yùn)控系統(tǒng)至北斗衛(wèi)星的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星至目標(biāo)衛(wèi)星的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星處理終端用戶數(shù)據(jù)的時(shí)間；

t

為北斗衛(wèi)星處理地面運(yùn)控中心數(shù)據(jù)的時(shí)間。

通過上述過程可見，對(duì)星間交互的遙測(cè)遙控時(shí)延特性，可以滿足測(cè)控需求。采用北斗三號(hào)系統(tǒng)短報(bào)文通信可以對(duì)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)全天時(shí)不間斷的健康監(jiān)控。

4 結(jié)束語

借助星載北斗終端可以在地面和衛(wèi)星之間以短報(bào)文方式交互衛(wèi)星狀態(tài)、位置和時(shí)間等信息，實(shí)現(xiàn)了“用戶→北斗衛(wèi)星→在軌衛(wèi)星”的在軌衛(wèi)星健康狀態(tài)監(jiān)控前反向數(shù)據(jù)交互流程；設(shè)計(jì)優(yōu)化了基于北斗短報(bào)文限制的在軌衛(wèi)星上下行數(shù)據(jù)格式，提出了用于保證信息傳遞安全的通用數(shù)據(jù)傳輸掩碼方法；仿真計(jì)算了基于北斗短報(bào)文的信息傳輸時(shí)間特性，為用戶、測(cè)運(yùn)控中心通過短報(bào)文方式及時(shí)處置異常提供通道，可以方便及時(shí)地監(jiān)控在軌衛(wèi)星健康狀態(tài)。