一种用于站间卫星通信链路自检测的装置及方法与流程

本发明属于卫星导航系统站间卫星通信领域，涉及一种用于站间卫星通信链路自检测的装置和方法。

背景技术：

卫星导航系统通常分为三个部分：一是由卫星组成、实现导航信号播发的空间星座部分；二是由地面站组成、实现系统运行控制的地面运控部分；三是由终端设备组成、接收导航信号实现定位的用户设备部分。其中，地面运控部分实现系统的运行控制，在地面站中，监测站与主控站之间、主控站与注入站之间可靠的数据传输是系统正常运行的基础，卫星通信是其主要通信手段之一。

卫星导航系统站间卫星通信的大致过程为：发射站发射终端将需要发送的数据进行编码、调制，经上变频器变频后送入功率放大器进行功率放大，然后通过卫通天线将信号发射至通信卫星，信号经通信卫星转发后由接收站卫通天线接收，经低噪声放大器进行功率放大后，送入下变频器进行变频，最后由接收终端进行解调和译码，完成通信。从以上过程可以看出，卫星导航系统站间卫星通信过程涉及的设备和环节较多，任何一个设备或环节出现异常，都可能导致通信失败。

在系统实际运行过程中，站间卫星通信失败通常表现为接收站出现信号失锁、信号功率不稳定、数据错误等现象。传统的卫星通信由于缺乏完好的自检测手段，通过这些现象就无法简单、有效地确认到底是发射站还是接收站哪个设备出现了问题，因此导致发射站和接收站都需要投入大量的人力物力进行问题的排查和定位，同时由于缺乏快速有效的检测手段，使得问题排查和定位效率低下，导致卫星通信长时间中断，影响系统正常运行。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于卫星导航系统站间卫星通信的自检测装置和方法，通过在原有链路设备基础上增加大小环检测模块，能够实时准确地检测出发射链路存在的问题并及时解决，提高了故障定位和处理的效率，提升系统运行能力，同时有效降低维护成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于站间卫星通信链路自检测的装置，包括大环检测和小环检测两个模块，安装在地面站中；当进行大环检测时，通过卫通天线接收本站发射的站间信号，然后将信号送入到低噪声放大器，再与小环接收信号经过合路器后送给下变频器，经过下变频的大环接收信号进入到自检测终端大环检测模块进行检测；当进行小环检测时，从卫通发射链路高功放输出端耦合一路信号送给转发器，将发射信号频率转换成接收信号频率，然后与大环接收信号经过合路器后送给下变频器，经过下变频的小环接收信号进入到自检测终端小环检测模块进行检测；最后，处理机对大环和小环检测的工况信息和数据进行分析，对各发射链路设备运行状态进行判断。

为实现上述目的，本发明还提供一种用于站间卫星通信链路自检测的方法，包括以下步骤：

(1)接收大小环传输信号；

(2)对大环接收信号进行跟踪、解调、译码，得到大环工况信息；

(3)对小环接收信号进行跟踪、解调、译码，得到小环工况信息及接收数据；

(4)对小环工况信息进行分析，若正常则跳转到步骤(5)，若不正常则跳转到步骤(7)；

(5)对小环接收数据进行分析，若数据正确则跳转到步骤(6)，若不正确则跳转到步骤(7)；

(6)对大环工况信息进行分析，若正常则跳转到步骤(4)，若不正常则跳转到步骤(7)；

(7)检查发射链路，退出本次检测流程。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过小环检测模块输出工况信息(载噪比)判断发射链路各设备状态；通过小环输出数据正确性判断发射终端数据打包是否合理；通过大环检测模块输出工况信息(载噪比)判断天线设备状态。因此能够实时准确地检测发射链路状态，极大地提高了故障定位和处理效率，提高了系统运行能力。

(2)本发明通过大小环自检测模块能够快速准确地判定出故障是否发生在发射站，相比于之前对比发射站接收站共同排查对比的方法减少了非故障站点不必要的问题排查过程，节约了人力物力，大大降低了维护成本。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构框图；

图2为本发明装置中的自检测终端的结构框图；

图3为本发明方法的处理流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。

参照图1，本发明涉及的站间卫星通信链路包括处理机A、卫星通信天线B、卫星通信发射链路C、卫星通信链路自检测装置D。其中，处理机A负责卫星通信数据的打包解包、设备状态显示、自检测数据处理等功能。卫星通信天线B用于发射和接收站间卫星信号。卫星通信链路C包括发射终端、上变频器、高功放，用于卫星通信数据的编码、调制、变频以及功率放大。卫星通信链路自检测装置D包括自检测终端、下变频器、合路器、转发器以及低噪声放大器，用于对发射链路的检测。设备开始工作时，从发射链路高功放的输出端连接一路信号至自检测装置的转发器用于小环检测模块的接收，从天线接收端连接一路信号至自检测装置的低噪声放大器，用于大环检测模块的接收，两路信号合路后，经过下变频器变到中频信号，然后再将中频信号连接到自检测终端进行信号解调、译码以及输出，自检测终端通过网口将大小环检测模块接收功率和小环接收数据输出至处理机A，最后处理机A将接收的数据进行分析处理得出自检测结果。

参照图2，自检测终端包括大环检测模块和小环检测模块。大环检测模块接收经过卫星转发的信号，输出接收功率至处理机A，用于检测天线跟踪是否正常。小环检测模块接收经过转发器转发的信号，输出接收功率和接收数据至处理机A，用于检测发射链路各设备状态以及数据打包是否正常。

参照图3，本发明用于站间卫星通信的卫星通信链路自检测的方法，包括如下步骤：

步骤1，接收大小环传输信号

自检测装置接收大小环信号，大环检测模块用于接收经过卫星转发的信号，小环检测模块用于接收经过转发器转发的信号；

步骤2，大环检测模块处理接收信号

自检测终端大环检测模块对大环接收信号进行跟踪、解调、译码，并把工况信息通过网口输出至处理机，工况信息具体为接收信号载噪比C/N_0大环和信号锁定标志F_大环，处理机记录小环输出相应信息；

步骤3，小环检测模块处理接收信号

自检测终端小环检测模块对小环接收信号进行跟踪、解调、译码，并把工况信息和接收数据通过网口输出至处理机，工况信息具体为接收信号载噪比C/N_0小环和信号锁定标志F_小环，接收数据信息为D_小环，处理机记录小环输出相应信息；

步骤4，处理机分析小环工况信息

处理机对小环输出的工况信息进行分析，检查记录的F_小环在运行过程中是否有失锁现象，检查记录的载噪比C/N_0小环是否有突然跳变现象，即突变大于3dB，若有则表示小环工况信息出现异常，则跳转到步骤7检查发射链路，此时检查发射通道发射终端、上变频器和高功放在信号传输方面是否正常，若工况正常则进行步骤5；

步骤5，处理机分析小环接收数据

处理机对记录的小环输出数据D_小环进行分析，依照接口格式定义对D_小环进行分析，若不符合接口定义，则跳转到步骤7检查发射链路，检查处理机和发射终端在数据打包方面是否正确，若数据正常则进行步骤6；

步骤6，处理机分析大环工况信息

处理机对大环输出的工况信息进行分析，检查记录的F_大环在运行过程中是否有失锁现象，检查记录的载噪比C/N_0大环是否有突然跳变现象，即突变大于3dB，若有则表示大环工况信息出现异常，则跳转到步骤7检查发射链路，此时检查天线跟踪是否正常，若正常则进行步骤4，继续进行检查；

步骤7，检查发射链路，退出本次检测流程

依据自检测情况检查发射链路，结束本次自检测流程。