对于火星基于CCSDS火星探测器测控通信系统链路与设计学术

论文导读：192.3各组件功能及工作方式设计19-212.4相关设计输入技术指标21-222.4.1上行遥控信道技术指标212.4.2下行遥测信道技术指标21-222.5遥测通道数据传输结构设计22-262.5.1遥测通道概述22-232.5.2下行数据传送帧格式23-242.5.3遥测信道编码设计24-262.6遥控通道数据传输结构设计26-292.

6.1遥控通道概述26-272.2遥控

摘要：火星探测是一项极其复杂且风险极高的航天工程。如何确保探测器在遥远的火星能顺利完成各项使命，测控通信系统在其中扮演了星地间信息纽带的关键角色。本论文根据课题来源的某火星探测器测控通信系统的基本设计输入条件入手，先以物理射频信道层面，进行了输入条件下的上、下行全链路的基本链路预算，提出了革新性的码速率切换方式；再在基本链路预算的基础上，进一步根据探测器实际在轨飞行轨道，对探测器对地距离、通信码速率效能情况进行仿真浅析，并由此确定火星探测全历程的码速率切换案例；其中最主要的是，通过对各地面站的可见性、可见时间的仿真浅析，确定了各飞行阶段地面站支持案例；此外，还浅析了绕火段执行科学探测任务时期，探测器对地测控通信受日凌和火星遮挡的影响程度，以及探测器全寿命期内VLBI测轨支持的有效性等。本论文通过系统通信链路的仿真和浅析，为器载测控通信系统进入全面的工程设计提供了依据，计算了通信距离、天线形式、数据传输及编码调制方式等对通信链路的影响，浅析了探测器在轨道飞行历程中将遇到的主要空间场景，并对这些场景下的通信效能分别进行了具体浅析和计算，由此确定了最佳的系统参数设置。通过本论文的浅析和计算，确定了探测器开展火星探测全历程中对地通信最关键的几个方面内容，对探测器对地测控通信的链路效能进行了充分的预计和评估，并以此作为卫星方与其它如运载方或地面测控系统等方面协调的依据。关键词：火星探测器论文测控通信系统论文通信链路论文CCSDS论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要3-5
ABSTRACT5-9
第一章 绪论9-18

1.1 火星探测概述9-10

1.2 航天测控技术与深空测控通信系统10-11

1.3 CCSDS 遥测遥控协议概述11-16

1.3.1 CCSDS 遥控协议13-14

1.3.2 CCSDS 遥测协议14-16

1.4 本论文探讨内容和章节安排16-18

第二章 测控通信系统设计输入条件18-32

2.1 概述18-19

2.2 系统功能设计19

2.3 各组件功能及工作方式设计19-21

2.4 相关设计输入技术指标21-22

2.4.1 上行遥控信道技术指标21

2.4.2 下行遥测信道技术指标21-22

2.5 遥测通道数据传输结构设计22-26

2.5.1 遥测通道概述22-23

2.5.2 下行数据传送帧格式23-24

2.5.3 遥测信道编码设计24-26

2.6 遥控通道数据传输结构设计26-29

2.6.1 遥控通道概述26-27

2.6.2 遥控源包数据帧格式27-28

2.6.3 分包遥控封装历程28-29

2.7 VLBI 测轨案例初步设计29-31

2.8 本章小结31-32

第三章 星地基本链路预算32-57

3.1 概述32-33

3.2 自由空间损耗33-34

3.3 大气损耗34-38

3.1 降雨衰减34-35

3.2 气体吸收损耗35-38

3.4 传播路径损耗38-44

3.4.1 去极化损耗38-41

3.4.2 天线指向损耗41-44

3.5 编码增益44-45

3.6 接收系统等效噪声温度45-48

3.6.1 天线噪温46-47

3.6.2 馈线损耗噪温47

3.6.3 接收机等效噪温47

3.6.4 接收系统等效噪温47-48

3.7 所需的码元信噪比48-49

3.8 上行链路预算及上行码速率初步设计49-52

3.9 下行链路预算及下行码速率初步设计52-56

3.10 遥控灵敏度设计56

3.11 本章小结56-57

第四章 星地通信链路浅析与设计57-91

4.1 概述57-59

4.2 通信码速率设计浅析59-67

4.3 地面深空站支持浅析67-90

4.

3.1 发射及初始段通信能力浅析72-74

4.

3.2 地火转移至捕获段通信能力浅析74-77

4.

3.3 绕火段通信能力浅析77-87

4.

3.4 各飞行段地面站支持情况汇总87-88

4.

3.5 VLBI 测轨站通信能力浅析88-90

4.4 本章小结90-91
第五章 全文总结91-93

5.1 主要结论91-92

5.2 探讨展望92-93

参考文献93-95
缩略语95-96
致谢96-97
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文97-100
上海交通大学硕士学位论文答辩决议书100