[发明专利]一种用于高速飞行器天基测控的数据处理器系统

摘要

一种用于高速飞行器天基测控的数据处理器系统，包括电源模块、接口模块、控制模块、加密模块、前向处理模块和返向处理模块；电源模块为其他模块提供二次电源；控制模块接收来自控制指令并发送其他模块；加密模块对返向数据流和前向数据流分别进行加密和解密；前向处理模块接收中频信号，完成接收处理环节，恢复出前向信息，由接口模块输出至外部设备；返向处理模块接收图像数据和飞行状态信息和遥测信息，完成发射处理环节后生成中频信号输出给外部射频前端，最终传送给地面系统；本发明支持载体高动态的飞行器测控，区域覆盖范围大；支持多用户，可以与飞行器进行实时双向通信；具有一定的干扰能力。

主权项

一种用于高速飞行器天基测控的数据处理器系统，其特征在于包括：电源模块、接口模块、控制模块、加密模块、前向处理模块和返向处理模块；其中电源模块与其他模块均连接，完成一次输入电源的电压变换与电气隔离，为其他模块提供二次电源；接口模块包括LVDS接口、模拟视频接口、串行异步通信接口和软件在线升级管理总线接口，其中LVDS接口为数字图像接口，模拟视频接口为模拟图像接口，LVDS接口和模拟视频接口用于接收外部设备的图像数据，串行异步通信接口用于外部飞行器和数据处理器指令信息、状态信息和遥测信息的接收与发送，软件在线升级管理总线接口用于接收嵌入式软件数据，接口模块的所有接口均采取电气隔离设计；控制模块通过接口模块的串行异步通信接口与外部飞行器连接，接收来自外部飞行器控制计算机的控制指令，对控制指令进行解析后发送到加密模块、前向处理模块和返向处理模块；同时接收外部飞行器控制计算机发送的飞行状态信息和遥测系统发送的遥测信息，并将飞行状态信息和遥测信息发送给返向处理模块；同时对飞行器飞行状态信息进行实时解算，产生天线控制命令，并将天线控制命令传送给外部射频前端；所述飞行状态信息包括外部飞行器的姿态、飞行速度和位置信息；控制模块同时与加密模块、前向处理模块和返向处理模块连接，监控各模块的工作状态，并将各模块的工作状态通过接口模块输出；加密模块与前向处理模块和返向处理模块连接，对返向数据流和前向数据流分别进行加密和解密，并完成密钥管理功能；前向处理模块通过自身外部接口接收外部射频前端的中频信号，完成对中频信号的接收处理环节，恢复出前向信息，由接口模块输出至外部设备；返向处理模块从接口模块接收图像数据，并从控制模块接收飞行状态信息和遥测信息，完成对图像信息、飞行状态信息和遥测信息的发射处理环节，生成中频信号输出给外部射频前端，最终传送给地面系统；其中，所述前向处理模块通过自身外部接口接收外部射频前端的中频信号，完成对中频信号的接收处理环节，恢复出前向信息，由接口模块输出至外部设备；具体为：前向处理模块包括模/数转换模块、解扩模块、解调模块、位同步模块和译码模块，信号处理的具体过程如下：(1)模/数转换模块通过自身外部接口接收外部射频前端的中频模拟信号，进行采样和量化处理，变为数字信号；(2)解扩模块对步骤(1)中的数字信号进行下变频、数字滤波、伪码捕获和跟踪，完成信号解扩，同时得到前向信号伪码多普勒；(3)解调模块对步骤(2)中解扩后的信号进行FFT频率估计，运用FLL鉴频和PLL鉴相的方法进行载波同步，完成信号解调，同时得到前向信号频率多普勒；(4)位同步模块对步骤(3)中解调后的信号进行比特定时同步，并进行幅度量化，完成信号的位同步；(5)译码模块对步骤(4)中位同步之后的信号进行信道译码、帧同步和解扰后，送加密模块进行解密后恢复出前向信息，由接口模块输出至外部设备。