用于空间操控任务联试演练的天地回路联试系统及方法.pdf

本发明设计了一种用于空间操控任务联试演练的天地回路联试系统及方法，属于测控通信技术领域。该系统包括空间飞行器载荷仿真联试系统、空间段数据链路仿真器和地面段数据链路仿真器。具体工作时，分别在中心演练模式下、地面站演练模式下、系统综合联试模式下以及天地回路对接模式下，支持天地大回路环境下的多任务空间操控联试演练。相比以往的卫星链路仿真器，天地回路联试系统及方法能够仿真星地测控/数传环境、飞行器试验数据和试验操控状态，为运控评估中心、地面站的联试演练、操作管理和全系统综合联试提供模拟测试保障，同时可支持飞行器入网验证和天地回路闭环对接。

1.  一种用于空间操控任务联试演练的天地回路联试系统，其特征在于，包 括空间飞行器载荷仿真联试系统、空间段数据链路仿真器和地面段数据链路 仿真器；
所述的空间飞行器载荷仿真联试系统，用于仿真卫星的S/X频段数传环境、 测控环境以及试验载荷工作状态、卫星工作状态，支持开展天地回路下的试 验控制过程演练；
所述的空间段数据链路仿真器，用于仿真卫星S/X频段的模拟数据流和模拟 信道环境，为运控评估中心、各地面站测试、联通和任务演练提供空间飞行 器模拟环境；
所述的地面段数据链路仿真器，具备地面站测控、数传信道模拟和天地回路 时延测量与模拟功能，并可与所述的空间段数据链路仿真器配合，为任务演 练提供星地测控、数传技术状态模拟。

2.  根据权利要求1所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的空间飞行器 载荷仿真联试系统包括分布式实时仿真平台和各空间飞行器仿真单元； 所述的分布式实时仿真平台用于为各空间飞行器仿真单元运行提供仿真支 撑环境；
所述的各空间飞行器仿真单元基于数字化空间飞行器通用框架构建，承担空 间飞行器数据仿真任务。

3.  根据权利要求2所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的分布式 实时仿真平台包括分布式实时计算平台和仿真管理平台；
所述的分布式实时计算平台由多个计算节点和高速实时网络组成，为各空间 飞行器仿真单元提供分布式并行的强实时处理环境；
所述的仿真管理平台完成所述的分布式实时仿真平台的状态监控、配置管 理、运行控制和内外接口转换与交互工作，为各空间飞行器仿真单元的集成 运行提供实时仿真软件支撑环境。

4.  根据权利要求2所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的各空间 飞行器仿真单元包括各卫星的各分系统仿真模型。

5.  根据权利要求4所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的各分系 统仿真模型平时存储于所述的分布式实时仿真平台的模型数据库中，进行仿 真时，由所述的仿真管理平台根据飞行器仿真配置方案，将各分系统仿真模 型配置于所述的分布式实时处理平台不同的计算节点上。

6.  根据权利要求5所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的各分系 统仿真模型在所述的仿真管理平台的统一调度和实时仿真引擎支持下，按照 统一的仿真节拍运行，基于实时高速网络交换各类仿真信息，在逻辑上构成 完整的空间飞行器仿真模型。

7.  根据权利要求6所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的各空间 飞行器仿真模型是基于飞行器配置方案和部件仿真模型实现的，通过仿真模 型的重用和扩充来扩展系统能力，并通过对所述的分布式实时仿真平台的合 理配置，实现多个空间飞行器的并行仿真。

8.  根据权利要求1所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的空间段 数据链路仿真器包括空间段低速数据链路仿真器和空间段高速数据链路仿 真器。

9.  根据权利要求8所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的空间段 低速数据链路仿真器包括监控配置单元、飞行器测控仿真单元、飞行器数传 数据模拟单元、中频处理单元和时频终端单元。

10.  根据权利要求8所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的空间段 低速数据链路仿真器包括完成以下功能：
同时提供70MHz中频的飞行器仿真测控、低速数传和调频遥测环境，具备与 遥科学站测控、数传和调频遥测设备的中频对接、联试功能；
仿真飞行器扩频测控工作状态、在轨运行遥控执行情况及遥测工作状态、异 常飞行故障等，为指挥、操作人员提供模拟的飞行器测控环境；
按要求模拟生成飞行器用户帧数据，通过格式编排和路由选择后，输出1路 空间飞行器传送帧数据和1路调频遥测帧数据；
具备多星数据模拟功能，可采用任务宏方式分时实现不同卫星的数据模拟；
通过响应地面设备的控制宏命令，模拟卫星数传分系统的实时传输、记录存 储、延时传输和混合传输等工作模式；
提供网络通信接口，具备与地面设备的数据流对接、联试功能；
提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，向地面设备上 报工作状态；
接收外部定时系统提供的一路IRIG-B(DC)时统信号，转换成所需要的各种 时间信息；
具备设备自检、测试能力。

11.  根据权利要求8所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的空间段 高速数据链路仿真器包括监控配置单元、数据模拟单元、数传终端单元、 720/1200MHz中频处理单元和时统终端单元。

12.  根据权利要求8所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的空间段 高速数据链路仿真器包括完成以下功能：
提供720MHz/1200MHz中频的空间飞行器仿真高速数传环境，具备与地面数 传设备的中频对接、联试功能；
提供网络通信接口，具备与地面设备的数据流对接、联试功能；
通过响应地面设备的控制宏命令，模拟卫星数传分系统实时传输、记录存储、 延时传输和混合传输；
模拟生成各种空间飞行器多路试验载荷用户帧数据，根据需求选择直接组成 传送帧输出或通过“源包+传送帧”方式输出；
提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，向地面设备上 报工作状态；
接收定时系统提供的一路IRIG-B(DC)时统信号，并转换成系统所需要的各 种时间信息；
具备设备自检、测试能力。

13.  根据权利要求1所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的地面段 数据链路仿真器包括地面段低速数据链路仿真器和地面段高速数据链路仿 真器。

14.  根据权利要求13所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的地面 段低速数据链路仿真器包括测控模拟与测试单元、低速数传模拟与测试单 元、调频遥测模拟与测试单元和监控管理设备。

15.  根据权利要求13所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的地面 段低速数据链路仿真器包括完成以下功能：
模拟地面站测控基带处理功能，完成遥控信息的调制发送、遥测信息的接收 解调、测距测速；
模拟地面站低速数传基带的处理功能，完成对中频数传信号的解调解扰、信 道译码、记录存储、挑帧传输；
模拟地面站调频遥测基带处理功能，完成对中频调频遥测信号的解调解扰、 信道译码、记录存储、挑帧传输；
模拟不同地面站的技术状态；
具备对天地信道接口指标测试功能；
对天地回路上下行时延进行测量、模拟功能；
根据运控评估中心要求，按透明方式完成与运控评估中心之间的测控、数传、 调频遥测数据交换；
提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，，具备实时显 示数传数据及天地接口测试功能；
具备设备自检、测试能力。

16.  根据权利要求13所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的地面 段高速数据链路仿真器包括高速数传模拟与测试单元和监控管理设备。

17.  根据权利要求13所述的天地回路联试系统，其特征在于，所述的地面 段高速数据链路仿真器包括完成以下功能：
模拟地面站高速数传基带的处理功能，完成对中频数传信号的解调解扰、信 道译码、记录存储、挑帧转发、事后回放；
具备对天地信道接口性能测试功能；
对天地回路下行时延进行测量、模拟与修正功能；
根据运控评估中心要求，按透明方式完成与运控评估中心之间的数传数据交 换；
提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，具备实时显示 数传数据及天地接口测试功能；
具备设备自检、测试能力。

18.  一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，其特征在于，在中 心演练模式下，包括如下步骤：
运控评估中心开展任务演练期间，所述的天地回路联试系统与运控评估中心 形成闭环回路，为运控评估中心提供空间飞行器技术状态模拟。

19.  根据权利要求18所述的天地回路联试的方法，其特征在于，所述的中 心演练模式包括数字演练模式和中频演练模式。

20.  根据权利要求19所述的天地回路联试的方法，其特征在于，在所述的 数字演练模式下，包括如下步骤：
空间飞行器载荷仿真联试系统通过高速局域网络与运控评估中心连接；实时 接收运控评估中心发出的遥控指令和注入数据，模拟试验载荷控制响应和技 术状态，生成对应的空间飞行器遥测数据、数传数据，直接通过网络发送运 控评估中心计算机系统；并根据运控评估中心的控制命令，设置仿真起始时 刻，启动、加速、跳时、停止空间飞行器试验载荷状态模拟。

21.  根据权利要求19所述的天地回路联试的方法，其特征在于，在所述的 中频演练模式下，包括如下步骤：
空间飞行器载荷仿真联试系统与地面段数据链路仿真器通过射频方式连接， 地面段数据链路仿真器通过网络与运控评估中心相连，接收运控评估中心发 送的遥控指令、注入数据，模拟上行时延后进行调制后通过上行测控信道发 送至空间飞行器载荷仿真联试系统，由其进行解调，模拟空间飞行器试验载 荷状态及其控制响应，生成对应的遥测数据、数传数据进行调制后通过下行 测控信道、数传信道、调频遥测信道下传至便携式天地回路测试设备，由其 进行解调后透明转发运控评估中心。

22.  一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，其特征在于，在地 面站演练模式下，包括如下步骤：
空间段数据链路仿真器通过视频方式与地面站连接，以本地方式配置系统工 作参数，或者根据地面设备发送的控制宏命令，以远程方式配置系统工作参 数；
根据设置的工作模式及工作参数，生成符合要求的模拟数据帧，并按照设定 的数传工作模式，实时下传生成模拟数据或进行存储后回放；
模拟数据进行信道编码、加扰、帧同步、码型变换、调制后，生成视频信号 或中频调制信号发送地面站，由地面站进行解调、解扰和站内挑帧发送处理。

23.  根据权利要求22所述的天地回路联试的方法，其特征在于，所述的系 统工作参数包括系统工作模式、源包数据格式、源包数据类型、源包数据速 率、传送帧数据格式、传送帧数据路由、传送帧数据速率、加密加扰、调制 体制、码型和调制码率。

24.  一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，其特征在于，在系 统综合联试模式下，包括如下步骤：
空间飞行器载荷仿真联试系统通过视频方式与遥科学站建立连接，空间段数 据链路仿真器通过视频方式与数据接收站建立连接；
采用本地方式完成天地回路联试设备的状态设置，或运控评估中心通过远程 方式对联试设备、模拟器进行远程配置；
运控评估中心生成遥控指令、注入指令发送遥科学站，由进行调制后其通过 中频信道上注空间飞行器载荷仿真联试系统；
空间飞行器载荷仿真联试系统完成试验载荷状态模拟，生成遥测数据、数传 数据进行调制后下传至遥科学站，卫星数传模拟器生成模拟卫星数传数据进 行调制后下传至数据接收站，由地面站进行解调后转发运控评估中心。

25.  一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，其特征在于，在天 地回路对接模式下，包括如下步骤：
空间飞行器与地面段数据链路仿真器通过射频方式连接，地面段数据链路仿真 器通过网络与运控评估中心相连，接收运控评估中心发送的遥控指令、注入数 据，模拟上行时延后进行调制后通过上行测控信道发送至空间飞行器；
地面段数据链路仿真器接收卫星下传遥测、数传数据，进行解调、帧同步、解 扰、信道译码后，增加下行试验模拟后通过网络实时转发运控评估中心，事后 将数据回放至运控评估中心。

用于空间操控任务联试演练的天地回路联试系统及方法
技术领域
本发明涉及测控通信技术领域，尤其涉及一种用于空间操控任务联试演练 的天地回路联试系统及方法。
背景技术
随着空间应用日益扩大和快速发展，空间任务涉及多个空间飞行器同时在 轨运行，技术状态多，在轨试验程序复杂、试验实时性强，天地系统协同配合 要求高且关键过程不可重复。为确保在轨试验操控可靠、准确，需要为试验运 控评估系统提供一个高逼真度的卫星操控仿真环境，包括姿轨控动力学仿真、 遥测数据仿真、数传数据仿真、试验载荷控制状态仿真以及在故障情况下的控 制响应，使试验运控评估系统能够实现对试验闭环操控过程演练，有效验证各 类任务软件和试验控制实施方案正确性。
多星实时在轨试验需要多频段、跨地域、跨系统的综合数据接收网提供并 行数据支持，对于遥操作试验更需要遥科学站同时具备测控、数传接收能力， 为遥操作试验提供满足高时延要求的上下行透明信道。为支持各地面站测试、 实战检查、联调演练等任务，需为地面站提供卫星S/X频段数传信道、S调频遥 测信道和测控信道的技术状态模拟。
为支持试验运控评估系统全系统联调联试和天地大回路下的任务操控过程 演练，需提供天地大回路操控环境模拟，包括各卫星的测控/数传信道、飞行器 遥测/数传数据和试验控制状态模拟，从而与试验运控评估系统形成天地闭环回 路，全面检查天地回路状态下的试验闭环操控过程正确性、匹配性。
对于遥操作试验，试验运控评估系统需采用遥操作方式，与空间飞行器形 成天地大回路，天地协同控制空间飞行器开展实时在轨试验，并根据空间飞行 器反馈测量信息，对试验进程进行实时控制。为确保空间遥操作天地系统工作 协同、匹配，空间遥操作性能满足在轨试验需求，需要建立模拟的天地回路环 境，为开展运控评估中心与空间飞行器的闭环对接试验提供支持。
此外，随着天地接口的标准化，传统的天地接口匹配性验证方式也将由星 地对接试验发展至卫星的入网验证试验，为支持后续型号任务的天地接口匹配 性验证需求，需建立一套标准的入网测试设备，并与试验运控评估系统相关设 备形成配套，构建入网验证试验环境。
试验运控评估系统原有的设备拥有一套系统接口仿真单元和3套70MHz通 用数传模拟器，主要用于仿真外部各分系统与运控评估中心之间的信息接口关 系和中心对外发送数据信息检查以及20MHz以下速率的卫星数传信道环境模拟。 试验运控评估系统原有仿真联试设备不具备模拟联试与任务演练所需的多星、 多任务、空间操控试验环境，天地闭环联试所需的地面模拟环境，以及新集成 的X频段地面站联试演练所需的X频段卫星数传模拟环境，无法满足试验运控 评估系统全系统联试与任务演练需求。尤其是无法满足复杂在轨试验天地回路 闭环演练与验证要求，使系统在轨试验过程操控能力难以得到检验和演练，将 会对系统执行任务的可靠性产生一定影响。
发明内容
针对上述系统能力的不足，本发明的目的是提供一种用于空间操控任务联 试演练的天地回路联试系统及方法，构建一套完整的天地回路联试系统，形成 通用、完善的天地闭环模拟环和对全系统进行分段及综合测试能力，可为试验 运控评估系统集成联试和任务演练提供全面、高保真的模拟支持，也可为后续 型号任务实施提供有力支持。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于空间操控任务联试演练的天地回路联试系统，包括空间飞行器 载荷仿真联试系统、空间段数据链路仿真器或地面段数据链路仿真器。
所述的空间飞行器载荷仿真联试系统，用于仿真卫星的S/X频段数传环 境、测控环境以及试验载荷工作状态、卫星工作状态，支持开展天地回路下 的试验控制过程演练。
所述的空间段数据链路仿真器，用于仿真卫星S/X频段的模拟数据流和 模拟信道环境，为运控评估中心、各地面站测试、联通和任务演练提供空间 飞行器模拟环境。
所述的地面段数据链路仿真器，具备地面站测控、数传信道模拟和天地 回路时延测量与模拟功能，并可与所述的空间段数据链路仿真器配合，为任 务演练提供星地测控、数传技术状态模拟。
一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，在中心演练模式 下，包括如下步骤：运控评估中心开展任务演练期间，所述的天地回路联试 系统与运控评估中心形成闭环回路，为运控评估中心提供空间飞行器技术状 态模拟。
一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，在地面站演练模式 下，包括如下步骤：
空间段数据链路仿真器通过视频方式与地面站连接，以本地方式配置系 统工作参数，或者根据地面设备发送的控制宏命令，以远程方式配置系统工 作参数；
根据设置的工作模式及工作参数，生成符合要求的模拟数据帧，并按照 设定的数传工作模式，实时下传生成模拟数据或进行存储后回放；
模拟数据进行信道编码、加扰、帧同步、码型变换、调制后，生成视频 信号或中频调制信号发送地面站，由地面站进行解调、解扰和站内挑帧发送 处理。
一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，在系统综合联试模 式下，包括如下步骤：
空间飞行器载荷仿真联试系统通过视频方式与遥科学站建立连接，空间 段数据链路仿真器通过视频方式与数据接收站建立连接；
采用本地方式完成天地回路联试设备的状态设置，或运控评估中心通过 远程方式对联试设备、模拟器进行远程配置；
运控评估中心生成遥控指令、注入指令发送遥科学站，由进行调制后其 通过中频信道上注空间飞行器载荷仿真联试系统；
空间飞行器载荷仿真联试系统完成试验载荷状态模拟，生成遥测数据、 数传数据进行调制后下传至遥科学站，卫星数传模拟器生成模拟卫星数传数 据进行调制后下传至数据接收站，由地面站进行解调后转发运控评估中心。
一种空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，在天地回路对接模 式下，包括如下步骤：
空间飞行器与地面段数据链路仿真器通过射频方式连接，地面段数据链 路仿真器通过网络与运控评估中心相连，接收运控评估中心发送的遥控指 令、注入数据，模拟上行时延后进行调制后通过上行测控信道发送至空间飞 行器；
地面段数据链路仿真器接收卫星下传遥测、数传数据，进行解调、帧同 步、解扰、信道译码后，增加下行试验模拟后通过网络实时转发运控评估中 心，事后将数据回放至运控评估中心。
通过上述技术方案，本发明的用于空间操控任务联试演练的天地回路联 试系统及方法构建了一套满足多任务空间操控任务的天地回路联试系统，其 基本思想是为运控评估中心试验操控演练、任务软件检查提供高逼真度的空 间飞行器操控环境模拟，为遥科学站、数据接收站联试与状态检查提供空间 飞行器测控、数传仿真环境，为全系统联调联试和任务演练提供天地大回路 操控环境模拟，为天地回路对接和飞行器入网验证提供地面信道模拟。
附图说明
图1本发明天地回路联试系统的数字演练模式图；
图2本发明天地回路联试系统的中频演练模式图；
图3本发明天地回路联试系统的地面站演练模式图；
图4本发明天地回路联试系统的系统综合联试模式图；
图5本发明天地回路联试系统的天地回路对接模式图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明：
本发明属于测控通信技术领域，可按要求仿真星地测控/数传环境、飞行器 试验数据和试验操控状态，为运控中心、地面站的联试演练、操作管理和全系 统综合联试提供模拟测试保障，同时可支持飞行器入网验证和天地回路闭环对 接。
一种用于空间操控任务联试演练的天地回路联试系统，包括空间飞行器 载荷仿真联试系统、空间段数据链路仿真器或地面段数据链路仿真器。
所述的空间飞行器载荷仿真联试系统，用于仿真卫星的S/X频段数传环 境、测控环境以及试验载荷工作状态、卫星工作状态，支持开展天地回路下 的试验控制过程演练。
所述的空间段数据链路仿真器，用于仿真卫星S/X频段的模拟数据流和 模拟信道环境，为运控评估中心、各地面站测试、联通和任务演练提供空间 飞行器模拟环境。
所述的地面段数据链路仿真器，具备地面站测控、数传信道模拟和天地 回路时延测量与模拟功能，并可与所述的空间段数据链路仿真器配合，为任 务演练提供星地测控、数传技术状态模拟。
其中，所述的空间飞行器载荷仿真联试系统包括分布式实时仿真平台和 各空间飞行器仿真单元。
1)分布式实时仿真平台
用于为各空间飞行器仿真单元运行提供仿真支撑环境，包括分布式实时 计算平台和仿真管理平台(通过软件实现)两部分。分布式实时计算平台由 多个计算节点和高速实时网络组成，可为各飞行器载荷仿真单元提供分布式 并行的强实时处理环境；仿真管理平台(通过软件实现)完成分布式实时仿 真平台的状态监控、配置管理、运行控制和内外接口转换与交互工作，为各 类空间飞行器载荷仿真单元的集成运行提供实时仿真软件支撑环境。
2)各空间飞行器仿真单元：
基于数字化空间飞行器通用框架构建，承担空间飞行器数据仿真任务， 主要包括各卫星的各分系统仿真模型(通过软件实现)。各类仿真模型平时 存储于分布式实时仿真平台的模型数据库中，进行仿真时，由仿真管理平台 (通过软件实现)根据飞行器仿真配置方案，将各分系统仿真模型配置于分 布式实时处理平台不同的计算节点上。分系统仿真模型在仿真管理平台(通 过软件实现)的统一调度和实时仿真引擎支持下，按照统一的仿真节拍运行， 基于实时高速网络交换各类仿真信息，在逻辑上构成完整的空间飞行器仿真 模型。由于各空间飞行器仿真模型是基于飞行器配置方案和部件仿真模型实 现，可通过仿真模型的重用和扩充来扩展系统能力，并可通过对分布式实时 仿真平台的合理配置，实现多个空间飞行器的并行仿真。
其中，所述的空间段数据链路仿真器包括空间段低速数据链路仿真器和 空间段高速数据链路仿真器。
(1)空间段低速数据链路仿真器，包括监控配置单元、飞行器测控仿 真单元、飞行器数传数据模拟单元、中频处理单元和时频终端单元等功能模 块，用于完成以下功能；
a)可同时提供70MHz中频的飞行器仿真测控、低速数传和调频遥测 环境，具备与遥科学站测控、数传和调频遥测设备的中频对接、联试功 能；
b)可仿真飞行器扩频测控工作状态、在轨运行遥控执行情况及遥测 工作状态、异常飞行故障等，为指挥、操作人员提供模拟的飞行器测控 环境；
c)可按要求模拟生成飞行器用户帧数据，通过格式编排和路由选择 后，输出1路空间飞行器传送帧数据和1路调频遥测帧数据；
d)具备多星数据模拟功能，可采用任务宏方式分时实现不同卫星的 数据模拟；
e)通过响应地面设备的控制宏命令，模拟卫星数传分系统的实时传 输、记录存储、延时传输和混合传输等工作模式；
f)提供网络通信接口，具备与地面设备的数据流对接、联试功能；
g)提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，向 地面设备上报工作状态；
h)接收外部定时系统提供的一路IRIG-B(DC)时统信号，转换成所 需要的各种时间信息；
i)具备设备自检、测试能力。
(2)空间段高速数据链路仿真器，包括监控配置单元、数据模拟单元、 数传终端单元、720/1200MHz中频处理单元和时统终端单元等功能模块，用 于完成以下功能；
a)提供720MHz/1200MHz中频的空间飞行器仿真高速数传环境，具 备与地面数传设备的中频对接、联试功能。
b)提供网络通信接口，具备与地面设备的数据流对接、联试功能。
c)通过响应地面设备的控制宏命令，模拟卫星数传分系统实时传 输、记录存储、延时传输和混合传输等工作模式。
d)模拟生成各种空间飞行器多路试验载荷用户帧数据，根据需求选 择直接组成传送帧输出或通过“源包+传送帧”方式输出。
e)提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，向 地面设备上报工作状态。
f)接收定时系统提供的一路IRIG-B(DC)时统信号，并转换成系统 所需要的各种时间信息。
g)具备设备自检、测试能力。
其中，所述的地面段数据链路仿真器包括地面段低速数据链路仿真器和 地面段高速数据链路仿真器。
(1)地面段低速数据链路仿真器，包括测控模拟与测试单元、低速数 传模拟与测试单元、调频遥测模拟与测试单元和监控管理设备等功能模块， 用于完成以下功能：
a)模拟地面站测控基带处理功能，完成遥控信息的调制发送、遥测 信息的接收解调、测距测速；
b)模拟地面站低速数传基带的处理功能，完成对中频数传信号的解 调解扰、信道译码、记录存储、挑帧传输；
c)模拟地面站调频遥测基带处理功能，完成对中频调频遥测信号的 解调解扰、信道译码、记录存储、挑帧传输；
d)可模拟不同地面站的技术状态；
e)具备对天地信道接口指标测试功能；
f)对天地回路上下行时延进行测量、模拟功能；
g)根据运控评估中心要求，按透明方式完成与运控评估中心之间的 测控、数传、调频遥测数据交换；
h)提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，， 具备实时显示数传数据及天地接口测试功能；
i)具备设备自检、测试能力。
(2)地面段高速数据链路仿真器，包括高速数传模拟与测试单元和监 控管理设备等功能模块，用于完成以下功能：
a)模拟地面站高速数传基带的处理功能，完成对中频数传信号的解 调解扰、信道译码、记录存储、挑帧转发、事后回放；
b)具备对天地信道接口性能测试功能；
c)对天地回路下行时延进行测量、模拟与修正功能；
d)根据运控评估中心要求，按透明方式完成与运控评估中心之间的 数传数据交换；
e)提供人机交互界面，监视系统工作状态、配置系统工作参数，具 备实时显示数传数据及天地接口测试功能；
f)具备设备自检、测试能力。
本发明还包括用于空间操控任务联试演练的天地回路联试的方法，根据 天地回路综合联试任务的不同，天地回路联试系统工作模式主要包括中心演 练模式、地面站联试模式、系统综合联试模式和天地对接模式四种。根据不 同的天地回路联试系统的工作模式，用于空间操控任务联试演练的天地回路 联试的方法包括如下四类；
1)中心演练模式下的方法步骤如下：
运控评估中心开展任务演练期间，天地回路联试系统与运控评估中心形 成闭环回路，为运控评估中心提供空间飞行器技术状态模拟。根据天地回路 构成方式的差别，中心演练模式包括数字演练模式和中频演练模式两种：
a)如图1所示，数字演练模式下的方法步骤如下：
空间飞行器载荷仿真联试系统通过高速局域网络与运控评估中心连接。 实时接收运控评估中心发出的遥控指令和注入数据，模拟试验载荷控制响应 和技术状态，生成对应的空间飞行器遥测数据、数传数据，直接通过网络发 送运控评估中心计算机系统。并根据中心的控制命令，设置仿真起始时刻， 启动、加速、跳时、停止空间飞行器试验载荷状态模拟。
b)如图2所示，中频演练模式下的方法步骤如下：
空间飞行器载荷仿真联试系统与地面段数据链路仿真器通过视频方式 连接，地面段数据链路仿真器通过网络与运控评估中心相连，接收运控评估 中心发送的遥控指令、注入数据，模拟上行时延后进行调制后通过上行测控 信道发送至空间飞行器载荷仿真联试系统，由其进行解调，模拟空间飞行器 试验载荷状态及其控制响应，生成对应的遥测数据、数传数据进行调制后通 过下行测控信道、数传信道、调频遥测信道下传至便携式天地回路测试设备， 由其进行解调后透明转发运控评估中心。
2)如图3所示，地面站演练模式下的方法步骤如下：
空间段数据链路仿真器通过视频方式与地面站连接，以本地方式配置系 统工作参数，主要包括系统工作模式、源包数据格式、源包数据类型、源包 数据速率、传送帧数据格式、传送帧数据路由、传送帧数据速率、加密加扰、 调制体制、码型、调制码率等工作参数的配置，也可根据地面设备发送的控 制宏命令，以远程方式配置系统工作参数。根据设置的工作模式及工作参数， 生成符合要求的模拟数据帧，并按照设定的数传工作模式，实时下传生成模 拟数据或进行存储后回放。模拟数据进行信道编码、加扰、帧同步、码型变 换、调制后，生成视频信号或中频调制信号发送地面站，由地面站进行解调、 解扰和站内挑帧发送处理。
3)如图4所示，系统综合联试模式(即天地回路演练模式)下的方法 步骤如下：
空间飞行器载荷仿真联试系统通过视频方式与遥科学站建立连接，空间 段数据链路仿真器通过视频方式与数据接收站建立连接。采用本地方式完成 天地回路联试设备的状态设置，或运控评估中心通过远程方式对联试设备、 模拟器进行远程配置。运控评估中心生成遥控指令、注入指令发送遥科学站， 由进行调制后其通过中频(视频)信道上注空间飞行器载荷仿真联试系统。 空间飞行器载荷仿真联试系统完成试验载荷状态模拟，生成遥测数据、数传 数据进行调制后下传至遥科学站，卫星数传模拟器生成模拟卫星数传数据进 行调制后下传至数据接收站，由地面站进行解调后转发运控评估中心。
4)如图5所示，天地回路对接模式下的方法步骤如下：
空间飞行器与地面段数据链路仿真器通过射频方式连接，地面段数据链路 仿真器通过网络与运控评估中心相连，接收运控评估中心发送的遥控指令、注 入数据，模拟上行时延后进行调制后通过上行测控信道发送至空间飞行器。地 面段数据链路仿真器接收卫星下传遥测、数传数据，进行解调、帧同步、解扰、 信道译码后，增加下行试验模拟后通过网络实时转发运控评估中心，事后将数 据回放至运控评估中心。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局 限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易 想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护 范围应该以权利要求书的保护范围为准。