基于Arena的卫星侦察地面系统仿真

　　1　引言

　　由于卫星的无国界性和全球覆盖性,各军事强国纷纷把卫星作为面向全球的军事战略侦察与监视的情报获取的重要手段,几十年来相继开发了多种类型的军事侦察与监视卫星系列,建立了相应的地面应用系统[2] [4] [7] [8]。

　　卫星侦察地面系统的主要功能,就是根据情报用户的需要和测控数据上行控制数据,控制侦察卫星在轨运行和有效载荷工作,接收卫星下传的轨道数据和有效载荷数据,经处理形成监测数据和情报产品,满足卫星的测控或用户的情报需要。卫星侦察地面系统仿真的目的,就是为了模拟控制数据的形成过程,以及有效载荷数据从接收、处理到按用户需要形成情报产品的流程。在此基础之上,通过仿真过程中建立的各种流程模块,对整个系统的体系结构进行模拟,并对系统各部分的性能特点,特别是系统性能瓶颈可能出现的地方进行仿真试验和分析。同时,通过仿真优化地面系统的控制流和数据流,为实际地面应用系统的建设及日常运营提供参考和建议。

　　本文讨论了卫星侦察地面系统的组成和功能,分析了系统工作原理,提出了将系统流程分成用户服务流程和数据接收处理流程两部分,设计并实现了卫星侦察地面系统的流程。通过仿真结果分析,找出了系统瓶颈所在,提出了系统改进意见。

　　2　卫星侦察地面系统组成与功能

　　卫星侦察地面系统一般由十二部分组成[6]:综合任务调度与协调中心、卫星测控中心、卫星跟踪与数据接收、卫星有效载荷管理、数据记录与图像快视、专业处理中心、卫星数据中继地面站、通信与传输分发网络、系统监控管理、时统与气象、标校和技术保障(图1)。其主要部分的功能如下:

　　2.1　综合任务调度与协调中心

　　1)接收用户的任务申请,综合分析用户任务申请,并反馈给用户任务申请的完成结果。

　　2)对地面资源进行统一的调配和使用,协调内部各个组成部分的关系。

　　3)制定业务测控计划,协调并消解其冲突,形成统一的业务测试计划,发给测控系统。

　　4)制定数据接收计划,协调并消解其冲突,形成统一的数据接收计划,通过发给数据接收部门。

　　5)协调数据中继卫星系统的任务,形成中继卫星任务协调计划并发给中继卫星系统由其实施。

　　2.2　卫星测控中心

　　保障卫星平台自身的轨道、姿态和有关星体技术设备正常运作(工程测控)。

　　2.3　卫星跟踪与数据接收

　　1)捕获并跟踪卫星(业务测控)。

　　2)接收卫星下发的数据信号和遥测信号。

　　3)完成信号的变频与数据解调,得到后续处理所需的基带数据流。