先進電子信息系統在通信衛星平臺中的應用

孟益方

【摘 要】進入到21世紀，隨著各項信息技術的發展和應用，衛星通信系統的功能也在逐步增強。伴隨著新型電子信息系統在通信衛星平臺中的應用，我國的通信平臺從系統集成度、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，本文從優化通信衛星平臺的電子系統結構和加強系統的公用平臺等方面進行研究，對通信衛星平臺今后的發展和完善提出建議。

【關鍵詞】先進電子信息系統；通信衛星平臺；應用

隨著通信系統的不斷建設，各級自然災害對通信系統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，造成自然災害發生時救援隊伍也無法及時的了解到災區的實際情況。為全面提高通信衛星平臺的功能和應用，進行先進性的電子信息系統于通信衛星平臺中的應用研究是很有必要的。

1 通信衛星平臺的發展現狀

1.1 國外通信衛星平臺的發展現狀

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星的制造商都逐漸完成了衛星平臺的升級換代。上個世紀末期，美國馬丁公司的第一顆平臺衛星成功發射入軌；美國波音公司緊隨其后發射了自己的首顆平臺衛星：BSS702；進入到本世紀，美國勞拉空間通信公司也發射了自己的授課通信平臺衛星；與此同時，歐洲的兩大衛星制造企業也于本世紀初分別發射了自己的首顆平臺衛星。這幾個公司是全球最具代表性的衛星制造商，除此之外，世界上許多宇航公司的通信衛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]。

通信衛星平臺中最重要的系統之一就是星載電子信息系統，該系統包含了遙控測試、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，該系統不僅是一個對信息進行收集、分配和存儲的系統，同時也可以實現在較為苛刻的環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。通過對通信衛星平臺的更新和升級，國際上主要的通信衛星平臺的星載電子信息系統都基本實現了基于標準總線的系統拓撲結構，這種系統具有較強的兼容性和可拓展性；平臺中采用統一的計算機完成各項任務，可以提高通信衛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，提高系統的安全性、穩定性和自主性，降低了衛星長年運行的成本和負擔，通過這些技術改進和系統升級，可以有效的延長通信衛星平臺的使用壽命，增強衛星平臺的精準度，提升平臺的有效荷載，提升系統整體的擴展能力和集成性。

1.2 國內通信衛星平臺的發展現狀

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

2 先進電子信息系統在通信衛星平臺中的應用

以下將以國際上具有代表性的先進電子信息系統在通信衛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，利用1553B總線構成整顆衛星的信息結構，平臺的電子設備統一采用標準總線作為輸出和輸入的接口，系統的集成性和延展性較強。另外，衛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，作用于推進系統和飛輪，實現對衛星運行軌道和運行姿態的控制。

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。系統通過各個單元實現對衛星整體性能的調節和產品的管理。控制系統的敏感器組件同電子信息系統的總線直接相連。在EUROSTAR3000平臺上，衛星運行的姿態測量、遙控、跟蹤測距和星載系統的總線管理都是通過航天器計算機統一完成，航天器計算機擁有高效能的處理器和RAM區，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，星載電子信息系統完整性和功能性都更優越。SPACEBUS4000平臺的核心是衛星管理單元和數據總線網絡，衛星管理單元主要是控制衛星運行時的姿態、軌道和衛星管理的控制，可以同平臺的測控系統相連，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星管理單元和有效荷載設備，共同實現對衛星運行軌道的控制和對平臺的熱控以及電源系統的控制。

3 提高通信衛星電子信息系統先進性的措施

我國的通信衛星電子信息系統同國外相比，系統整體的擴展性差，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，電子信息系統優化結構不佳，系統的功能過于分散，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的優化設計，將系統的功能適度的合并，提高資源的利用效率；第二，加強平臺公用部分的開發，根據通信衛星未來發展的趨勢和需求，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信息標準總線的選型和信息流的研究，根據衛星的任務需求制定和確立合理的總線冗余備份策略。第四，大力發展計算機星載技術研究，使用大規模的集成電路代替原有的分離式電路，提高系統的整體性能[4]。

4 結語

隨著信息技術的發展和通信技術的提升，通信衛星的電子信息系統代表了通信衛星發展的整體水平和未來的應用前景，加強通信衛星中星載技術的研究水平和功能應用，對我國通信衛星事業具有重要的意義。本文主要對國內外的通信衛星平臺的發展狀況進行對比和分析，對國際上先進的電子信息系統在通信衛星平臺中的應用進行研究，結合我國通信衛星平臺中存在的不足提出加強衛星平臺中先進電子信息系統的措施，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.先進電子信息系統在通信衛星平臺中的應用[J].空間控制技術與應用，2016，37（1）：45-49.

[2]李俊坤.王春蓉.地面衛星信息監測分析服務系統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.電子信息系統中干擾對消技術的發展與應用[J].電訊技術，2013，（12）：106-106.

[責任編輯：張濤]