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數傳分系統的高可靠長壽命之道

時間:2018年06月04日 信息來源:中國空間技術研究院官方微信 點擊:2718 字體:

高分六號的成功發射,標志著我國高分辨率對地觀測系統再添一員。中國空間技術研究屬的空間電子信息技術研究院提供的數傳分系統,為高分六號衛星照片等數據處理的加工廠和傳送“運輸”回地面搭建了一條“高速直通路”。

高分六號衛星的設計壽命長達到8年,是我國目前在軌及在研的設計壽命最長的遙感衛星。為了實現高可靠與長壽命目標,研究院的設計師們對影響數傳分系統高可靠性和長壽命的三個關鍵要素——微波開關、數傳天線及固態放大器進行了反復的設計和驗證。

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“高分六號衛星的數傳分系統能夠對衛星拍攝到的照片等原始數據進行處理和傳輸,為了讓數傳分系統稱得上是衛星數據處理的加工廠和傳輸的‘高速直通路’,我們下了不少功夫。”空間電子信息技術研究院主管科研生產的副院長和新陽如是說。為建好這條路,研究院設計師們大力提升數傳分系統的技術性能指標,加入多個處理、傳送通道,這些通道根據需要可以相互切換,而傳送通道的切換需要依靠微波開關實現,如果微波開關出現問題,那么這個“高速直通路”就有可能關閉或“堵車”。為了避免出現這樣的情況,研制人員不斷改進設計方案、做了大量的試驗驗證。據空間電子信息技術研究院高分六號衛星型號負責人吳增印介紹:“這顆衛星在軌需要工作8年,通道切換頻繁,我們已經在地面進行了20萬次的開合試驗,驗證其可靠性和長壽命。”

遙感衛星與其他類型的衛星相比,對天線的指向性要求更高。這是因為遙感衛星要向地面傳回清晰的數據,數傳天線必須準確對準地面接收站,這就需要數傳天線自己能夠調整姿態,找準對地傳輸方向。對于高分六號衛星來說,8年的工作時間,數傳天線的轉動次數相較于其他遙感衛星來說就多得多,每轉動一次,天線部件就可能出現磨損。為了保證在軌不出問題,研究院的設計師們換算出8年里數傳天線的轉動次數,在地面模擬了太空真實的真空環境,并進行了天線轉動幾萬次的試驗驗證。

高分六號衛星的固態放大器有很多電磁元器件,容易出現因溫度變化而引起的性能失效,計師們在地面上對固態放大器進行了溫差幅度巨大的高低溫的試驗,溫度試驗足足做了1萬多個小時,滿足了衛星長壽命需求。

除了壽命長的特點,高分六號的數據傳輸能力也有了進一步的提升,一秒鐘就能處理并傳送5.5G的數據量,是高分一號衛星的1.5倍,高分六號衛星也是我國在軌及在研的第三代數傳系統中傳輸速率最高的衛星。后續,高分六號將會與高分一號星座進行組網,進一步提高高分家族衛星的觀測能力。




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