设备应用软件是多功能数字基带的配套监控和数据处理软件。设备应用软件完成与操作员的交互;主要完成对基带设备的配置,设置各可控制单元的工作参数及监视所有单元的运行状态;通过设备驱动程序提供的应用程序接口(API)函数与各设备单元交互信息,实现对各设备单元的实时监控及测量数据的采集;配合系统监控完成基带设备单元的远程监控;处理遥控、遥测、测量等数据信息,并通过网络接口完成与外部设备的快速信息交换;实现与设备相关的所有测试。
数传跟踪接收机实现框图
设备监控
基带软件完成测控基带的设备级监控,同时通过网络接收并执行系统监控台的各种操控命令,实现系统监控台对综合基带设备的远程监控。其管理范围为:
- 中频接收单元;
- 测距单元;
- 测速单元;
- 频率捕获单元;
- 遥测模拟源单元;
- 遥控单元;
- 测距信号产生单元;
- 中频调制单元;
- 小环接收单元;
- 跟踪接收机单元;
- 数传解调器单元;
- 数传模拟源单元;
- 频率合成器单元。
应用软件为每个设备单元提供独立的工作参数设置和状态监视窗口,操作员可以同时打开多个设备窗口,实现对多个设备单元的监控;软件定时查询各设备单元的工作参数和设备状态,设备工作参数或状态发生变化时,可以主动上报系统监控台,设备状态的查询周期可设置;对各设备单元工作参数的设置尽可能采用多选方式,输入参数超时给出信息提示;软件在数据文件或本地数据库中记录一定时间内设备运行过程中设备状态参数的变化,以方便设备调试。
捕获控制
应用软件在系统监控台控制下配合完成分系统对卫星双向载波捕获和距离捕获控制。
应用软件根据系统监控台的命令,设置主跟踪目标,设置中频调制单元的多普勒频率,并控制其发上行扫描载波信号;监视主接收单元的随扫,根据一定的准则进行判决,控制停扫及中频频率的回零,并向系统监控台上报系统双捕和距离捕获状态。
遥测数据接收与处理
遥测数据处理包括对任务中形成的各卫星编码遥测解调数据的接收、显示、记录,实时或事后传输到后端数据处理计算机;进行设备自检,提供遥测丢帧、误帧以及误码率测试统计;存储和管理遥测原始数据及遥测参数处理结果文件,提供浏览、回放功能;根据后端数据处理要求,事后把遥测数据通过网络传输到后端数据处理计算机;按要求从原始数据中挑出部分系统监控台需要的遥测信息(如星上载波锁定信息等),进行处理后发送到系统监控台;在本地抽显部分遥测数据帧中的特征信息,以监视遥测数据的实时接收状况。
遥控指令接收与处理
应用软件通过网络接收中心发送的遥控指令数据包,并透明传送到遥控单元,再经上行信道发送到卫星。遥控发令方式可以有立即发令和按时间符合发令,前者是收到遥控指令后立即控制发令,后者是在规定的发令时间再控制发令;在遥控发令的同时,遥控小环接收机进行遥控的小环比对,显示小环比对结果,同时上报系统监控台。应用软件对所有的遥控发令均记录详细的日志,以备事后检查。
测距数据接收与处理
双向载波捕获完成后,控制启动距离捕获;距离捕获完成后,测距单元按设置的采样率进行距离测量,并实时向综合基带应用软件上报测量数据(已打接收时标)。应用软件根据测量数据计算出距离值,向系统监控台和中心上报距离测量结果。应用软件以本地文件方式存储一定时间的距离数据,事后可以浏览。
测速数据接收与处理
系统捕获完成后,测速单元按设置的采样率进行速度测量,并实时向综合基带应用软件上报测量数据(已打接收时标)。应用软件根据测量数据计算出速度值,向系统监控台和中心上报速度测量结果。应用软件以本地文件方式存储一定时间的速度数据,事后可以浏览。
数传数据的接收与处理
应用软件根据地面终端站下达的数据传输任务计划,控制相关单元的工作参数及输入、输出单元;实时接收数传接收单元发送的数传数据,并按要求的数据格式打包,通过网络发送到中心。
标校测试
应用软件可以控制综合基带设备进行以下几项标校和测试。
侧音信号相位匹配
应用软件顺序控制发各侧音信号,进行相位测量,并以数据文件的形式或在数据库中存储各上、下行工作频点及不同信道设备组合时的相位值。相位匹配界面见图5-39。
图5-39 相位匹配界面
测距校零
应用软件在地面站系统监控台的统一控制下,控制综合基带设备完成各种系统工作参数及信道设备组合情况下的测距校零,并以数据文件的形式存储各上、下行工作频点及不同信道设备组合时的距离零值,工作时自动根据系统工作参数和设备组合状态读取相应的距离零值,在上报的距离测量值中扣除距离零值。设备距离零值界面见图5-40。
测距、测速精度统计
用于静态检查测距、测速数据精度。可在分控和本控方式下进行,在控制方式为分控时进行本地测距、测速精度统计;本控时接收系统监控台的测试命令,完成测距、测速精度统计,并上报测距、测速精度统计结果。
遥测误码率测试
测控基带设备本身可以实现遥测中频闭环测试,在地面站系统监控台的统一组织下与地面站其他分系统一起实现射频闭环的测试,误码率测试方法采用比较法。应用软件在测试前,先按一定的遥测数据帧格式(可设置)生成测试用模拟数据,并将模拟数据注入到遥测模拟源;控制遥测模拟源发送遥测模拟数据,控制遥测单元实时接收遥测模拟数据;进行收发遥测数据的比较,计算、显示出误码率,并允许打印测试结果报告。工作时完成挑波道显示、固定波道误码率测试功能。遥测误码率测试界面见图5-41。
图5-40 设备距离零值界面
图5-41 遥测误码率测试界面
遥控测试
测控基带设备本身可以实现遥控中频闭环测试,在地面站系统监控台的统一组织下与地面站其他分系统一起实现射频闭环的测试,测试方法采用比较法。应用软件在测试前,先按一定的格式要求生成测试用遥控指令;控制遥控单元、中频调制单元发出遥控测试指令;控制遥控小环接收机接收遥控测试指令;进行收发遥控指令的比对,计算、显示遥控漏指令概率、误指令概率,并允许打印测试报告。
数传误码率测试
数传终端综合基带设备本身可以实现数传中频闭环测试,在系统监控台统一组织下与地面站其他分系统一起可以实现射频闭环的测试,数传误码率测试方法采用比较法。应用软件在测试前,先按一定的数传数据帧格式(可设置)生成测试用模拟数据,并将模拟数据注入到数传模拟源;控制模拟源发送数传模拟数据,控制数传接收单元实时接收模拟数据;进行收发数传数据的比较,计算、显示出误码率。数传误码率测试界面见图5-42。
图5-42 数传误码率测试界面
自动校相
在系统联试时,配合系统监控台和天伺馈分系统,完成对跟踪接收机的角误差灵敏度和交叉耦合的调整。自动校相在任务前进行,对任务相关的各种设备组合进行标校,并将标校结果数据存盘,以便在任务执行时自动使用相应的相位数据。
跟踪接收机设备与天伺馈分系统在系统监控台统一控制下完成自动校相;跟踪接收机应用软件以可设置的步进量自动控制移相器,完成校相过程,并以数据文件形式存储不同工作频点及各种不同设备组合时移相器的移相值;校相结束,系统正常工作时,应用软件自动根据当前的系统工作参数和设备组合,控制移相值。跟踪校相控制界面见图5-43。
图5-43 跟踪校相控制界面
其他测试
测试项目包括:AGC时间常数、环路带宽、遥测解调时延、遥控发令时延、AGC控制精度、时间符合精度、遥控误指令概率、数传解调时延、捕获时间等。自动化测试界面见图5-44。
配置维护管理
完成对基带设备硬件的功能配置下载,软件模块功能重配置,系统对外接口参数配置,系统配置文件、数据文件、日志文件维护等。
其他辅助管理功能
辅助管理主要提供双机管理、用户管理、日志管理和帮助功能。
1)双机管理:终端设备由1:1热备份的2套终端构成,每套终端设备完成独立的设备功能;仅由在线机发送接收的数传、遥测、测距、测速、角误差等数据给后端数据处理计算机,仅由在线机接收中心发送的遥控数据,同硬件一起完成发送上行数据、遥控指令;双机仲裁通过软件和硬件一起实现,有效可靠地确保热备份的2套基带设备正常工作。
2)用户管理:允许操作员对与本软件通信的各接口参数进行配置(如IP地址、端口号等);允许对操作员登录口令、各级使用权限相关口令的设置。
图5-44 自动化测试界面
3)日志管理:记录由哪一用户按什么权限进入此软件平台环境,只有在成功登录此环境平台后才能使用此环境中的所有操作;记录操作员在使用过程中操作的所有操作动作;记录系统监控的各种控制命令;记录发送到系统监控的各种状态信息;记录各设备单元典型状态变化的信息(如:载波由失锁变锁定或者由锁定变失锁等);记录接收中心的遥控(前向数据指令包信息)。日志信息浏览界面见图5-45。
4)帮助:为了便于用户了解、使用、维护终端设备,监控软件设计了完善的在线帮助软件,为操作员提供了关于设备的较为详细的技术资料,排除故障手段以及提示,操作维护方法、步骤等内容,使操作员能够迅速、熟练地掌握、使用设备,完成相关任务。