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簡介：低軌衛(wèi)星的發(fā)展已全面進入競爭加速期，空間軌道和頻段等不可再生的戰(zhàn)略資源將日益短缺，世界正在加快爭取有限的資源。2020年，中國ESMT代理將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)納入新的基礎(chǔ)設(shè)施類別，商業(yè)航天公司也開展了自己的太空計劃。2022年3月5日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了中國商業(yè)航天公司銀河航天02批量衛(wèi)星和中國首批開發(fā)的6顆低軌寬帶通信衛(wèi)星，實現(xiàn)了中國首個V頻段低軌衛(wèi)星測控數(shù)字傳輸。這次成功發(fā)射對促進中國商業(yè)低軌衛(wèi)星通信遙感一體化技術(shù)的發(fā)展具有積極意義。在這項任務(wù)中，由NI上海中央核心信息技術(shù)有限公司（以下簡稱中央核心）提供的測控數(shù)傳軟硬件集成解決方案，有效保證了銀河航天V頻段測控數(shù)傳任務(wù)。

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銀河航天信關(guān)站

傳統(tǒng)上，衛(wèi)星測控和通信業(yè)務(wù)是獨立實施的。通常，X頻段用于支持商業(yè)衛(wèi)星的測控。在開展通信業(yè)務(wù)時，需要X頻段測控站提供服務(wù)，這不是運營成本或?qū)崟r性方面的最佳工作模式。 銀河航天測控負責(zé)人李晶說：隨業(yè)務(wù)渠道進行測控是航天測控領(lǐng)域的發(fā)展趨勢之一，不僅有利于為通信業(yè)務(wù)提供實時測控支持，而且降低了系統(tǒng)運行成本。銀河航天02批衛(wèi)星測控通信系統(tǒng)成功突破了大頻偏差和高動態(tài)同步調(diào)節(jié)技術(shù)，首次實現(xiàn)了V頻段隨路測控數(shù)字傳輸功能，建立了中國第一個V頻段隨路測控數(shù)字傳輸系統(tǒng)，開創(chuàng)了低軌寬帶衛(wèi)星星座運行管理的新模式。

突破衛(wèi)星在軌試驗：NI通用化儀器

低軌衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但測試變得越來越具有挑戰(zhàn)性。例如，數(shù)字雙胞胎在低軌衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用、衛(wèi)星批量生產(chǎn)的自動化測試、從開發(fā)到在軌運行的完整生命周期測試一直是行業(yè)的痛點。

正如NI亞太地區(qū)商業(yè)航天總監(jiān)劉金龍說：低軌道衛(wèi)星通信星座的發(fā)展也在改變衛(wèi)星的軌道測量、控制和運行。新的低軌道衛(wèi)星集成了許多前沿技術(shù)，如通信基帶處理技術(shù)和數(shù)字波束形成(DBF)等等，大大提高了衛(wèi)星在軌的可重配置能力，要求在有限的星地連接時間內(nèi)進行更自動、更靈活的在軌測試、控制和數(shù)據(jù)傳輸。通用設(shè)備平臺將充分發(fā)揮其靈活開放的優(yōu)勢，幫助衛(wèi)星技術(shù)迭代創(chuàng)新，加快測控與軌道運行融合的探索�！�

NI在軌射頻測試中創(chuàng)新使用通用儀器設(shè)備是對硬件和軟件的巨大挑戰(zhàn)，但也是未來實現(xiàn)設(shè)備測量、運行和維護一體化和一卡多用途的重要嘗試。

NI衛(wèi)星在軌測控和高速數(shù)傳解決方案

NI高速數(shù)傳系統(tǒng)衛(wèi)星在軌測控亮點：

● 為了抑制大多數(shù)普勒偏差，NI成功地將射頻信號鎖定在數(shù)兆赫茲偏差范圍內(nèi)，工程師改進了頻偏捕獲算法。

● 依靠低軌高動態(tài)場景，克服低軌高動態(tài)場景NI信號處理板卡操作能力強，采用粗搜細捕、環(huán)路跟蹤等多種算法并舉，使得NI 在軌測控設(shè)備的靈敏度、通信時間等指標優(yōu)于預(yù)期。

● 通用軟件無線電設(shè)備，結(jié)合先進的信號處理，真正實現(xiàn)一卡多用

創(chuàng)新無人值守站控平臺的軟壁壘

在這項任務(wù)中，由NI與眾執(zhí)芯共同提供的測控數(shù)傳軟硬件一體化解決方案，實現(xiàn)了桌面測試和在軌測試的雙重測試目標。在雙方合作開發(fā)的無人值守站控制平臺的支持下，測控數(shù)傳基帶可以與銀河測控遠端平臺進行無縫遙控、遙控數(shù)據(jù)交互、遠程監(jiān)控和參數(shù)配置，有效保證任務(wù)的圓滿成功。無人值守站控平臺包括眾執(zhí)芯站控軟件、銀河航天遠端控制單元、NI測控與數(shù)傳基帶系統(tǒng)。

眾執(zhí)芯站控軟件作為無人值守站控平臺的核心環(huán)節(jié)，有許多亮點：

● 基于自主研發(fā)框架，可有效應(yīng)對建站初期不斷變化的復(fù)雜需求，具有可擴展性、可伸縮性等優(yōu)點

● 與NI高效匹配和集成測控和數(shù)傳基帶系統(tǒng)，提高站內(nèi)系統(tǒng)的運行效率和性能

● 銀河航天遠端控制單元具有開放式通用接口，可快速連接

● 7*在24小時無人值守的自動運行狀態(tài)下，完成各分系統(tǒng)狀態(tài)、數(shù)據(jù)信息和工作參數(shù)的監(jiān)控，完成分系統(tǒng)工作參數(shù)和設(shè)備配置的遠程控制功能，可視化地完成遠程控制單元發(fā)布任務(wù)的計劃沖突檢查、制定、分配和實施。

中央核心總經(jīng)理、衛(wèi)星融合通信部負責(zé)人王浩文在保證發(fā)射任務(wù)的過程中，眾執(zhí)芯和NI為了應(yīng)對高動態(tài)、大多數(shù)普勒頻偏的挑戰(zhàn)，與銀河航天合作完成在軌測試任務(wù)，工程師優(yōu)化和完善了遙測鏈路、數(shù)傳鏈路等信號同步算法。首次采用通用軟件無線電設(shè)備，結(jié)合先進的信號處理算法，實現(xiàn)一卡多用。隨著這項任務(wù)的成功，我們也開啟了從地面測試到軌道測試的新旅程，這是設(shè)備測量、運行和維護一體化的堅實一步。”

衛(wèi)星在軌測控和高速數(shù)傳地面站無人值守平臺

銀河航天作為商業(yè)航天領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，在低成本通信載荷、衛(wèi)星平臺、地面通信系統(tǒng)、衛(wèi)星測試驗證等方面建立了核心能力。早在2020 年1 月16 銀河航天成功發(fā)射首發(fā)星，是中國通信能力最強的低軌寬帶通信衛(wèi)星。銀河航天推出了一系列關(guān)鍵技術(shù)驗證，完成了中國首次小規(guī)模生產(chǎn)低軌寬帶通信衛(wèi)星，積累了大量的測試數(shù)據(jù)和經(jīng)驗，為更多的低軌衛(wèi)星測試奠定了良好的基礎(chǔ)。

與傳統(tǒng)的高軌道同步軌道衛(wèi)星相比，低軌道衛(wèi)星具有傳輸延遲小、鏈路損耗低、發(fā)射靈活、應(yīng)用場景豐富等優(yōu)點。地球近地軌道可容納約6萬顆衛(wèi)星。預(yù)計到2029年，地球近地軌道將部署約5.7萬顆低軌道衛(wèi)星。低軌道衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)已成為全球競爭的新藍海，中國的低軌道衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)正在積累。

中國商業(yè)航天公司需要建立的核心技術(shù)壁壘是低軌星座通信系統(tǒng)設(shè)計、衛(wèi)星開發(fā)核心能力、低成本衛(wèi)星量產(chǎn)能力。NI在航空航天行業(yè)深耕40多年，與多家科研機構(gòu)和商業(yè)航天公司合作。未來，NI與合作伙伴將在低軌星座通信系統(tǒng)、衛(wèi)星設(shè)計、地面測試和軌道測試控制管理以及地面終端在各行業(yè)應(yīng)用的商業(yè)閉環(huán)中發(fā)揮積極作用。