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低軌衛星產業成為新的藍海，NI聯合眾執芯提供測控數傳新思路

（2024年11月23日更新）

簡介：低軌衛星的發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代理將衛星互聯網納入新的基礎設施類別，商業航天公司也開展了自己的太空計劃。2022年3月5日，西昌衛星發射中心成功發射了中國商業航天公司銀河航天02批量衛星和中國首批開發的6顆低軌寬帶通信衛星，實現了中國首個V頻段低軌衛星測控數字傳輸。這次成功發射對促進中國商業低軌衛星通信遙感一體化技術的發展具有積極意義。在這項任務中，由NI上海中央核心信息技術有限公司（以下簡稱中央核心）提供的測控數傳軟硬件集成解決方案，有效保證了銀河航天V頻段測控數傳任務。

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銀河航天信關站

傳統上，衛星測控和通信業務是獨立實施的。通常，X頻段用于支持商業衛星的測控。在開展通信業務時，需要X頻段測控站提供服務，這不是運營成本或實時性方面的最佳工作模式。 銀河航天測控負責人李晶說：隨業務渠道進行測控是航天測控領域的發展趨勢之一，不僅有利于為通信業務提供實時測控支持，而且降低了系統運行成本。銀河航天02批衛星測控通信系統成功突破了大頻偏差和高動態同步調節技術，首次實現了V頻段隨路測控數字傳輸功能，建立了中國第一個V頻段隨路測控數字傳輸系統，開創了低軌寬帶衛星星座運行管理的新模式。

突破衛星在軌試驗：NI通用化儀器

低軌衛星產業發展迅速，但測試變得越來越具有挑戰性。例如，數字雙胞胎在低軌衛星通信領域的應用、衛星批量生產的自動化測試、從開發到在軌運行的完整生命周期測試一直是行業的痛點。

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

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

NI衛星在軌測控和高速數傳解決方案

NI高速數傳系統衛星在軌測控亮點：

● 為了抑制大多數普勒偏差，NI成功地將射頻信號鎖定在數兆赫茲偏差范圍內，工程師改進了頻偏捕獲算法。

● 依靠低軌高動態場景，克服低軌高動態場景NI信號處理板卡操作能力強，采用粗搜細捕、環路跟蹤等多種算法并舉，使得NI 在軌測控設備的靈敏度、通信時間等指標優于預期。

● 通用軟件無線電設備，結合先進的信號處理，真正實現一卡多用

創新無人值守站控平臺的軟壁壘

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

眾執芯站控軟件作為無人值守站控平臺的核心環節，有許多亮點：

● 基于自主研發框架，可有效應對建站初期不斷變化的復雜需求，具有可擴展性、可伸縮性等優點

● 與NI高效匹配和集成測控和數傳基帶系統，提高站內系統的運行效率和性能

● 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下，完成各分系統狀態、數據信息和工作參數的監控，完成分系統工作參數和設備配置的遠程控制功能，可視化地完成遠程控制單元發布任務的計劃沖突檢查、制定、分配和實施。

中央核心總經理、衛星融合通信部負責人王浩文在保證發射任務的過程中，眾執芯和NI為了應對高動態、大多數普勒頻偏的挑戰，與銀河航天合作完成在軌測試任務，工程師優化和完善了遙測鏈路、數傳鏈路等信號同步算法。首次采用通用軟件無線電設備，結合先進的信號處理算法，實現一卡多用。隨著這項任務的成功，我們也開啟了從地面測試到軌道測試的新旅程，這是設備測量、運行和維護一體化的堅實一步。”

衛星在軌測控和高速數傳地面站無人值守平臺

銀河航天作為商業航天領域的領導者，在低成本通信載荷、衛星平臺、地面通信系統、衛星測試驗證等方面建立了核心能力。早在2020 年1 月16 銀河航天成功發射首發星，是中國通信能力最強的低軌寬帶通信衛星。銀河航天推出了一系列關鍵技術驗證，完成了中國首次小規模生產低軌寬帶通信衛星，積累了大量的測試數據和經驗，為更多的低軌衛星測試奠定了良好的基礎。

與傳統的高軌道同步軌道衛星相比，低軌道衛星具有傳輸延遲小、鏈路損耗低、發射靈活、應用場景豐富等優點。地球近地軌道可容納約6萬顆衛星。預計到2029年，地球近地軌道將部署約5.7萬顆低軌道衛星。低軌道衛星產業已成為全球競爭的新藍海，中國的低軌道衛星產業正在積累。

中國商業航天公司需要建立的核心技術壁壘是低軌星座通信系統設計、衛星開發核心能力、低成本衛星量產能力。NI在航空航天行業深耕40多年，與多家科研機構和商業航天公司合作。未來，NI與合作伙伴將在低軌星座通信系統、衛星設計、地面測試和軌道測試控制管理以及地面終端在各行業應用的商業閉環中發揮積極作用。