直升机卫星通信及其在载人航天着陆场的应用.pdf

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1、直升机卫星通信及其在载人航天着陆场的应用晋东立1杨雪梅1倪祖耀2匡麟玲2陆建华2沈军3孙威1孙宝升41．北京跟踪与通信技术研究所，2．清华大学，3．北京北斗天元导航系统技术有限公司，4．中国人民解放军第63999部队摘要：本文介绍了直升机卫星通信的技术发展、关键技术及在航天搜救着陆场的应用情况。关键词：直升机卫星通信载人航天着陆场HdicopterSatelliteCommunicationsandItsApplicationsin——MannedSpaceLandingSite—。’‘JinDonglilYangXuemeilNiZuya02

2、KuangLinlin92Lu．H强hua2ShenJtm3SunWeilSunBaosheng’f1．BeijingInstituteofTrackingandTelecommunicationTechnology，2．TsinghuaUniversity3．BeijingBeidoutianyuanNavigationTechnologyLtd，4．PLAUnit63999)Abstract：Thepaperintroduceshehelicoptersatellitecommunicationstechnologydevelopments

3、，keytechnologiesanditsapplicationsinmannedspacelandingsite．Keywords-helicoptersatellitecommunications，mannedspace，landingsite1引言随着我国载人航天事业的深入发展，飞船返回着陆搜救要求不断提高。为快速搜救航天员，着陆场系统的搜救组织模式由以地面车队为主转为空中直升机分队为主，搜救指挥所建立在直升机上。为此，需要建立空中分队与北京任务指挥所之间的宽带通信系统，沟通数据、图像和话音等业务，实现北京任务指挥所对着陆场搜救任务的不

4、间断指挥和不间断信息支持。目前，我国直升机装备的通信手段主要是短波和超短波电台。在搜救任务实际应用中，在通信能力上存在两方面的不足，一是通信条件的局限。短波系统受电离层大气传播条件变化影响大，通信概率低；超短波系统通信距离有限，需要靠地面的光缆或卫通的中继转接才能实现与北京的远距离通信，中继站的存在限制了直升机的作业范围。二是系统带宽的局限，目前机载短波、超短波电台均是窄带系统，只有话音通信业务，业务类型单一，不支持图像、数据、话音的综合传输，这两方面的局限，使得直升机在航天搜救时的应用效能受到极大的限制。要解决通信距离的限制问题，可采用卫星通

5、信手段。装备直升机载卫星通信系统如海事卫星通信终端、铱星卫星电话终端等可以有效解决通信范围受限的问题，但它们仍属于窄带业务系统，不能满足宽带、多业务，尤其是现场实况图像等高质量业务传输要求。采用机载宽带卫星通信系统，通过同步卫星建立直升机平台与北京中心的宽带通信链路，既可以克服超短波系统通信距离受限问题，实现不受地域条件及通信距离限制的通信，又可实现图像、话音和数据等综合信息的传输，有效解决上述两方面的问题。从而可支持搜索救援过程中多维信息的获取和全程可视化指挥。．直升机载宽带卫星通信系统一般由机载站和地面固定站通过同步卫星构成点对点或点到多点

6、通信系统。受直升机安装条件限制，卫通天线～般只能安装在直升机旋翼下方，因此，要实现通信，就必须解决旋翼对无线电波的遮挡问题，在旋翼的缝隙中实现信息的发送与接收。可见，克服直升机旋翼影响实现可靠流畅的通信，是直升机载卫星通信系统必须解决的关键问题。2、直升机卫星通信技术2．1缝隙通信原理直升机卫星通信与传统动中通卫星通信系统最大的不同是需要利用直升机桨叶遮挡的缝隙进行通信，通俗称为缝隙通信技术。信息发送时，在前向链路(地面站至机载站)方向，每架直升机旋翼遮挡的情况不同，地面站无法预知所有机载站天线遮挡的情况，自然的一种思路是采用时间重复分集技术，

7、即地面站采用信息帧重复发送的方式，保证机载站在旋翼缝隙中接收到有效信息。在返向链路(机载站至地面站)方向，机载站可以通过各种手段(信号检测或者旋翼机械检测)检测旋翼缝隙，因此，从提高时间利用效率和减小延迟的角度出发，典型的思路是采用旋翼同步突发技术，即在旋翼缝隙中将有效信息发送出去。信息接收时，机载站接收侧对接收的信息进行整理形成有效的信息帧并连续输出，地面站接收机载站的突发帧缓冲后连续输出。时间重复分集与旋翼同步突发的原理示意图如图l所示。数据旋翼遮挡接收信号电平重复分集聚糊1鞋，蛭豳一万

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9、拶r～r。r。黪0，．惑淋黼∥爨p纂l罐鬻p1“囊k}～．rr了”i黔旋翼同步突发突发使能．突发使能图l时间重复分集与旋翼同步突发原理示意图[1]根据