先进电子信息系统在通信卫星平台中的应用

孟益方

【摘 要】进入到21世纪，随着各项信息技术的发展和应用，卫星通信系统的功能也在逐步增强。伴随着新型电子信息系统在通信卫星平台中的应用，我国的通信平台从系统集成度、扩展能力和应急处理能力等方面都取得了重大的进步，但与国际水平相比有一些地方还存在差距，本文从优化通信卫星平台的电子系统结构和加强系统的公用平台等方面进行研究，对通信卫星平台今后的发展和完善提出建议。

【关键词】先进电子信息系统；通信卫星平台；应用

随着通信系统的不断建设，各级自然灾害对通信系统的基础建设造成的损坏也在不断的增加，很多时候会导致通信的中断，造成自然灾害发生时救援队伍也无法及时的了解到灾区的实际情况。为全面提高通信卫星平台的功能和应用，进行先进性的电子信息系统于通信卫星平台中的应用研究是很有必要的。

1 通信卫星平台的发展现状

1.1 国外通信卫星平台的发展现状

从上个世纪末期一直到本世纪初期，国际上几个主要的通信卫星的制造商都逐渐完成了衛星平台的升级换代。上个世纪末期，美国马丁公司的第一颗平台卫星成功发射入轨；美国波音公司紧随其后发射了自己的首颗平台卫星：BSS702；进入到本世纪，美国劳拉空间通信公司也发射了自己的授课通信平台卫星；与此同时，欧洲的两大卫星制造企业也于本世纪初分别发射了自己的首颗平台卫星。这几个公司是全球最具代表性的卫星制造商，除此之外，世界上许多宇航公司的通信卫星平台也在这段时间建立，并完成了平台性能的改进和提升[1]。

通信卫星平台中最重要的系统之一就是星载电子信息系统，该系统包含了遥控测试、数据和星务管理、轨道控制、天线机构控制、有效荷载控制等众多方面的功能，该系统不仅是一个对信息进行收集、分配和存储的系统，同时也可以实现在较为苛刻的环境中对复杂的星载电子设备进行信息数据整合和功能整合，是一个功能性较为全面的系统。通过对通信卫星平台的更新和升级，国际上主要的通信卫星平台的星载电子信息系统都基本实现了基于标准总线的系统拓扑结构，这种系统具有较强的兼容性和可拓展性；平台中采用统一的计算机完成各项任务，可以提高通信卫星的资源利用率和对信息的综合处理能力；同时，在产品设计中大量的采用新型电子技术，提高系统的安全性、稳定性和自主性，降低了卫星长年运行的成本和负担，通过这些技术改进和系统升级，可以有效的延长通信卫星平台的使用寿命，增强卫星平台的精准度，提升平台的有效荷载，提升系统整体的扩展能力和集成性。

1.2 国内通信卫星平台的发展现状

我国的通信卫星的发展开始于上个世纪七十年代中期，并于八十年代发射了第一颗通信卫星，在随后的时间里逐渐形成了电子信息系统和平台化的设计理念，到2006年，我国研发出通信卫星平台的第三代产品，卫星的系统处理能力和承载能力都得到进一步的提升。现阶段，我国的通信卫星的电子信息系统平台状态和产品状态较多，系统的扩展性不强，在实际使用中，经常要根据需求的改变而进行系统大规模的重新设计，造成了平台研发周期的延长[2]。

2 先进电子信息系统在通信卫星平台中的应用

以下将以国际上具有代表性的先进电子信息系统在通信卫星平台中的应用为例进行介绍和分析：

2.1 美国马丁公司的A2100平台

A2100平台的核心是星载系统，利用1553B总线构成整颗卫星的信息结构，平台的电子设备统一采用标准总线作为输出和输入的接口，系统的集成性和延展性较强。另外，卫星中的很多电子设备，例如各类敏感器组件和敏感器等，都通过内部的远程终端实现和总线的连接，通过总线对各类设备的数据和信息进行采集和存储，并将系统的控制指令通过总线输送到每一个终端设备，作用于推进系统和飞轮，实现对卫星运行轨道和运行姿态的控制。

除了上述应用之外，星载计算机还可以通过总线实现对卫星有效荷载和能源控制等方面的管理，在平台的供电配置管理方面，A2100平台采用了电源管理直接调解单元提供七十伏安的电源，并通过各自的线路输送到卫星的每一个舱，减少了大功率配电模块的设计，提升平台的资源利用率，减少了运行成本。

2.2 欧洲阿斯特留姆公司的EUROSTAR3000平台

EUROSTAR3000平台的核心是航天器计算机和驱动路线。平台的电子信息系统包含了两台航天器计算机、两台载荷接口单元、两台驱动结构、飞轮及飞轮组件、各级驱动线路和总线。系统通过各个单元实现对卫星整体性能的调节和产品的管理。控制系统的敏感器组件同电子信息系统的总线直接相连。在EUROSTAR3000平台上，卫星运行的姿态测量、遥控、跟踪测距和星载系统的总线管理都是通过航天器计算机统一完成，航天器计算机拥有高效能的处理器和RAM区，另外计算机还配有电源保护装置和安全模式的数据存储器，可以保证在系统和平台出现意外情况时对数据的存储[3]。

2.3 欧洲泰雷兹-阿列尼亚公司的SPACEBUS4000平台

SPACEBUS4000平台的具有综合性电子体系的完整设计，星载电子信息系统完整性和功能性都更优越。SPACEBUS4000平台的核心是卫星管理单元和数据总线网络，卫星管理单元主要是控制卫星运行时的姿态、轨道和卫星管理的控制，可以同平台的测控系统相连，实现对数据总线网络的控制。而数据总线网络则是通过平台的数据接口单元连接卫星管理和平台的其它电子设备，通信舱的有效荷载数据连接卫星管理单元和有效荷载设备，共同实现对卫星运行轨道的控制和对平台的热控以及电源系统的控制。

3 提高通信卫星电子信息系统先进性的措施

我国的通信卫星电子信息系统同国外相比，系统整体的扩展性差，导致平台的适应能力弱；集成化水平不高，电子设备的重量偏重造成平台的承载能力降低，另外，电子信息系统优化结构不佳，系统的功能过于分散，存在着资源浪费。为有效解决上述差距和问题，需要从以下几个方面着手：首先，加强对电子信息系统的优化设计，将系统的功能适度的合并，提高资源的利用效率；第二，加强平台公用部分的开发，根据通信卫星未来发展的趋势和需求，在平台设计初期就做好延展性和兼容性的工作，避免出现繁重的后期设计。第三，研究部门应该大力开展对系统信息标准总线的选型和信息流的研究，根据卫星的任务需求制定和确立合理的总线冗余备份策略。第四，大力发展计算机星载技术研究，使用大规模的集成电路代替原有的分离式电路，提高系统的整体性能[4]。

4 结语

随着信息技术的发展和通信技术的提升，通信卫星的电子信息系统代表了通信卫星发展的整体水平和未来的应用前景，加强通信卫星中星载技术的研究水平和功能应用，对我国通信卫星事业具有重要的意义。本文主要对国内外的通信卫星平台的发展状况进行对比和分析，对国际上先进的电子信息系统在通信卫星平台中的应用进行研究，结合我国通信卫星平台中存在的不足提出加强卫星平台中先进电子信息系统的措施，以期能够为促进我国航天技术的整体进步提供有价值的参考资料。

【参考文献】

[1]冶元菲.先进电子信息系统在通信卫星平台中的应用[J].空间控制技术与应用，2016，37（1）：45-49.

[2]李俊坤.王春蓉.地面卫星信息监测分析服务系统软件设计中的关键技术[J].电讯技术，2015，（6）：216-216.

[3]刘旭光.崔永.卫星通信在干扰条件下的性能仿真分析[J].全国信号和智能信息处理与应用学术会议会刊息，2015 .

[4]王慧.电子信息系统中干扰对消技术的发展与应用[J].电讯技术，2013，（12）：106-106.

[责任编辑：张涛]