Спутниковая система с многостанционным доступом

 

Изобретение относится к космическим системам и предназначено для использования в совмещенных космических радиолиниях передачи информации контроля и управления космическим аппаратом. Целью изобретения является повышение помехозащищенности спутниковой системы с многостационным доступом. Поставленная цель достигается тем, что в аппаратуру космического аппарата, содержащую формирователь развертки 2, передающее устройство, антенно фидерное устройство 1, приемное устройство 5, запоминающее устройство 3, устройство управления 7, синтезатор 8, введены дешифратор вида информации 18, дешифратор вызывного сигнала 28, формирователь временных интервалов 27, генератор случайных двоичных последовательностей 25, рекуррентная линия задержки 22, шифратор 26, дешифратор команд 20, устройство выделения команд управления 19, устройство управления режимами работы 21, формирователь информации 23 и устройство объединения информации 24. 1 ил.

Изобретение относится к космическим системам связи и предназначено для использования в совмещенных космических радиолиниях передачи информации контроля и управления космическим аппаратом.

Наиболее близким техническим решением является спутниковая система с многостанционным доступом, состоящая из космических аппаратов-ретрансляторов, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь развертки, передающее устройство, антенно-фидерное устройство, приемное устройство, запоминающее устройство, а также последовательно соединенные между выходом формирователя развертки и входом приемного устройства устройство управления и синтезатор частот, и из наземных станций-абонентов, каждая из которых содержит последовательно соединенные устройство выделения маркерного сигнала, формирователь развертки, информационно-управляющее устройство, устройство управления, синтезатор частот, передающее устройство, антенно-фидерное устройство, приемное устройство, выход которого соединен с устройством выделения маркерного сигнала и информационно-управляющим устройством.

Недостатком известного устройства является низкая помехозащищенность, вследствие которой при наличии помех от соседних станций или преднамеренных помех приемное устройство космического аппарата-ретранслятора переводится из дежурного режима в режим приема информации, что приводит к невозможности установления связи на последующих частотах, или же происходит переполнение запоминающего устройства ложной информацией.

Целью изобретения является повышение помехозащищенности спутниковой системы с многостанционным доступом.

Это достигается тем, что в спутниковую систему с многостанционным доступом, состоящую из космических аппаратов-ретрансляторов, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь развертки, передающее устройство, антенно-фидерное устройство, приемное устройство, запоминающее устройство, а также последовательно соединенные между выходом формирователя развертки и входом приемного устройства устройство управления и синтезатор частот, и наземных станций-абонентов, каждая из которых содержит последовательно соединенные устройство выделения маркерного сигнала, формирователь развертки, информационно-управляющее устройство, устройство управления, синтезатор частот, передающее устройство, антенно-фидерное устройство, приемное устройство, выход которого соединен с устройством выделения маркерного сигнала и информационно-управляющим устройством, введены в космические аппараты-ретрансляторы последовательно соединенные между выходом приемного устройства и входами передающего и запоминающего устройства дешифратор вида информации, устройство выделения команд управления, дешифратор команд и устройство управления режимами работы и последовательно соединенные между выходом формирователя развертки и входом передающего устройства рекуррентная линия задержки, формирователь управляющей информации и устройство объединения информации, другой вход которого соединен с запоминающим устройством, а также генератор случайных двоичных последовательностей, выход которого соединен с рекуррентной линией задержки, шифратор, выход которого соединен с дешифратором команд, а вход соединен с рекуррентной линией задержки, формирователь временных интервалов, вход которого соединен с дешифратором команд и формирователем развертки, а выход соединен с устройством управления, рекуррентной линией задержки, генератором случайных двоичных последовательностей и формирователем временных интервалов, а в наземные станции-абоненты последовательно соединенные между выходом информацион- но-управляющего устройства и входом передающего устройства формирователь временных интервалов, устройство строби- рования, второй вход которого соединен с приемным устройством, и устройство выделения случайного числа, рекуррентная линия задержки, шифратор, кодер и устройство объединения, второй вход которого соединен с информационно-управляющим устройством, а также формирователь команд управления, выход которого соединен с кодером, а вход с информационно-управляющим устройством.

На чертеже представлена структурная схема спутниковой системы с многостанционным доступом.

Спутниковая система с многостанционным доступом, состоящая из космических аппаратов-ретрансляторов 1, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь развертки 2, передающее устройство 3, антенно-фидерное устройство 4, приемное устройство 5, запоминающее устройство 6, а также последовательно соединенные между выходом формирователя развертки 2 и входом приемного устройства 5 устройство управления 7 и синтезатор частот 8, и наземных станций абонентов 9, каждая из которых содержит последовательно соединенные устройство выделения маркерного сигнала 10, формирователь развертки 11, информационно-управляющее устройство 12, устройство управления 13, синтезатор частот 14, передающее устройство 15, антенно-фидерное устройство 16, приемное устройство 17, выход которого соединен с устройством выделения маркерного сигнала 10 и информационно-управляющим устройством 12.

Кроме того, в состав космических аппаратов-ретрансляторов входят последовательно соединенные между выходом приемного устройства 5 и входами передающего 3 и запоминающего 6 устройства дешифратор вида информации 18, устройство выделения команд 19, дешифратор команд 20 и устройство управления режимами работы 21 и последовательно соединенные между выходом формирователя развертки 2 и входом передающего устройства 3 рекуррентная линия задержки 22, формирователь управляющей информации 23 и устройство объединения информации 24, другой вход которого соединен с запоминающим устройством 6, а также генератор случайных двоичных последовательностей 25, выход которого соединен с рекуррентной линией задержки 22, шифратор 26, выход которого соединен с дешифратором команд 20, а вход с рекуррентной линией задержки 22, формирователь временных интервалов 27, вход которого соединен с дешифратором команд 20 и формирователем развертки 2, а выход с устройством управления 7, и дешифратор вызывного сигнала 28, вход которого соединен с дешифратором вида информации 18, а выход с устройством управления 7, рекуррентной линией задержки 22, генератором случайных двоичных последовательностей 25 и формирователем временных интервалов 27.

В состав наземных станций абонентов 9 дополнительно входят последовательно соединенные между выходом информационно-управляющего устройства 12 и входом передающего устройства 15 формирователь временных интервалов 29, устройство стробирования 30, второй вход которого соединен с приемным устройством 17, устройство выделения случайного числа 31, рекуррентная линия задержки 32, шифратор 33, кодер 34 и устройство объединения 35, второй вход которого соединен с информационно-управляющим устройством 12, а также формирователь команд управления 36, выход которого соединен с кодером 34, а вход с информационно-управляющим устройством 12.

Спутниковая система с многостанционным доступом функционирует следующим образом.

Каждый космический аппарат-ретранслятор 1 периодически излучает маркерный сигнал (МС), сформированный передающим устройством 3 из сигнала, поступающего с выхода формирователя развертки 2. Приемное устройство 5 работает в дежурном режиме, в котором осуществляется последовательно во времени его перестройка по частоте путем изменения номинала частоты синтезатора 8 устройством управления 7. За один период излучения МС приемное устройство 5 последовательно во времени анализирует N каналов, разнесенных по частоте, при этом частота настройки приемного устройства 5 в каждый момент времени однозначно определяется интервалом времени относительно МС, что достигается синхронизацией устройства управления 7 сигналом формирователя развертки 2. По принимаемым командам управления аппаратура космического аппарата-ретранслятора устанавливается в требуемый режим работы: ретрансляции принимаемого сообщения с задержкой во времени или в реальном масштабе времени.

При наличии космического аппарата в зоне видимости приемное устройство 17 наземной станции абонента 9 совместно с устройством выделения маркерного сигнала 10 обнаруживает МС, а формирователь развертки 11 формирует временную развертку работы наземной станции. При необходимости установить связь наземная станция 9 посылает вызывной сигнал, формируемый информационно-управляющим устройством 12 и излучаемый передающим устройством 15. Интервал времени между маркерным и вызывным сигналом определяется номером частотного канала, по которому наземная станция 9 устанавливает связь. Указанный временной интервал формируется информационно-управляющим устройством 12, несущая частота устанавливается синтезатором 24 и устройством управления 13.

При получении положительной квитанции о прохождении сигнала вызова наземная станция 9 устанавливает необходимый режим работы космического аппарата 1 путем подачи на него соответствующих команд управления, передает на космический аппарат 1 или снимает с него информацию, которая записывается и хранится в информационно-управляющем устройстве 12. По окончании сеанса связи наземная станция 9 переводит космический аппарат 1 в дежурный режим командами управления, вырабатываемыми информационно-управляющим устройством 12.

При поступлении сигнала вызова на к-м частотном канале из общего информационного потока выделяется сигнал вызова, а дешифратор вызывного сигнала 23 запрещает перестройку приемного устройства 5 путем воздействия на вход устройства управления 7. По принятому вызывному сигналу в рекуррентную линию задержки 22 вводится случайное число от генератора случайных двоичных последовательностей 25, начальное заполнение поступает в формирователь управляющей информации 23, который преобразует ее в требуемую для передачи информационную структуру (добавляется необходимая технологическая информация, в том числе информация о номере космического аппарата 1). С выхода формирователя управляющей информации 23 сигнал через устройство объединения информации 24, формирующее общий информационный поток, поступает на вход передающего устройства 3 и передается на космический аппарат 1.

На наземной станции 9 после излучения вызывного сигнала информационно-управляющее устройство 12 выдает сигнал управления на вход формирователя временных интервалов 29, который на своем выходе формирует напряжение, разрешающее прохождение принятой с космического аппарата информации через устройство стробирования 30 в ожидаемом временном интервале (заранее известном относительно МС) поступления информации СЧБ. Устройство выделения случайного числа 31 выделяет СЧБ из информационной посылки и вводит его в рекуррентную линию задержки 32, с выхода которой случайный двоичный код поступает в шифратор 33, который формирует шифрограмму-квазислучайную импульсную последовательность, используемую для формирования имитостойкой команды управления. Кодер 34 вводит избыточную информацию (проверочные символы) в команды управления, информационная часть которых поступает с формирователя команд управления 36, с использованием шифрограммы шифратора 33. Сформированные имитостойкие команды управления поступают через устройство объединения 35, формирующее общий информационный поток, на вход передающего устройства 15 и передаются на космический аппарат 1.

Принятая на космическом аппарате 1 имитостойкая команда с выхода дешифратора вида информации 18 (разделяющего информацию по признакам, имеющимся в сообщениях на имитостойкую и неимитостойкую) выделяется устройством выделения команд управления 19 и поступает на один вход дешифратора команд 20, на второй вход которого поступает шифрограмма с шифратора 26. В дешифраторе команд 20 из информационной части принятой команды и сформированной шифрограммы формируются проверочные символы и сравниваются с принятыми. В случае совпадения проверочных символов, информационная часть команды вводится в устройство управления режимами работы 21 и в формирователь временных интервалов 27, который формирует управляющее воздействие, подаваемое на вход устройства управления 7 и запрещающее перестройку синтезатора 8 с момента поступления вызывного сигнала на время ожидания имитостойкой команды, поступающей на второй вход формирователя временных интервалов 27 с дешифратора команд 20. При поступлении имитостойкой команды формирователь 27 вырабатывает управляющее воздействие, запрещающее перестройку синтезатора 8 на время сеанса связи. В противном случае, если имитостойкая команда управления была не принята в ожидаемом интервале времени, формирователь временного интервала 27 выдает управляющее воздействие на продолжение перестройки синтезатора 8.

Формула изобретения

СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА С МНОГОСТАНЦИОННЫМ ДОСТУПОМ, состоящая из космических аппаратов-ретрансляторов, каждый из которых содержит последовательно соединенные формирователь развертки, передающее устройство, антенно-фидерное устройство, приемное устройство, запоминающее устройство, а также последовательно соединенные между выходом формирователя развертки и входом приемного устройства устройство управления и синтезатор частот, и из наземных станций-абонентов, каждая из которых содержит последовательно соединенные устройство выделения маркерного сигнала, формирователь развертки, информационно-управляющее устройство, устройство управления, синтезатор частот, передающее устройство, антенно-фидерное устройство, приемное устройство, выход которого соединен с устройством выделения маркерного сигнала и информационно-управляющим устройством, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехозащищенности системы, в космические аппараты-ретрансляторы введены последовательно соединенные между выходом приемного устройства и входами передающего и запоминающего устройства дешифратор вида информации, устройство выделения команд управления, дешифратор команд и устройство управления режимами работы и последовательно соединенные между выходом формирователя разверток и входом передающего устройства рекуррентная линия задержки, формирователь управляющей информации и устройство объединения информации, другой вход которого соединен с запоминающим устройством, а также генератор случайных двоичных последовательностей, выход которого соединен с рекуррентной линией задержки, шифратор, выход которого соединен с дешифратором команд, а вход соединен с рекуррентной линией задержки, формирователь временных интервалов, вход которого соединен с дешифратором команд и формирователем разверток, а выход соединен с устройством управления, и дешифратор вызывного сигнала, вход которого соединен с дешифратором вида информации, а выход соединен с устройством управления, рекуррентной линией задержки, генератором случайных двоичных последовательностей и формирователем временных интервалов, а в наземные станции-абоненты введены последовательно соединеные между выходом информационно-управляющего устройства и входом передающего устройства формирователь временных интервалов, устройство стробирования, второй вход которого соединен с приемным устройством, устройство выделения случайного числа, рекуррентная линия задержки, шифратор, кодер и устройство объединения, второй вход которого соединен с информационно-управляющим устройством, а также формирователь команд управления, выход которого соединен с кодером, а вход соединен с информационно-управляющим устройством.

РИСУНКИ

Рисунок 1