Sistemas y métodos de canal de comunicaciones de emergencia para controlar un satélite.

Un sistema para controlar un satélite (104), que comprende:

un bus de datos (206);



una carga útil (218) acoplada al bus de datos, comprendiendo la carga útil un receptor de carga útil; un receptor primario (214) acoplado al bus de datos;

un procesador (204) acoplado al bus de datos, estando configurado el procesador para:

- recibir un primer comando desde el receptor primario (214) a través del bus de datos,

- recibir datos de telemetría desde la carga útil (218) a través del bus de datos,

- detectar un segundo comando procesando los datos de telemetría recibidos desde la carga útil, y

- ejecutar el segundo comando detectado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2012/032114.

Solicitante: Orbital Sciences Corporation.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 45101 Warp Drive Dulles, VA 20166 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BOILEAU,STEVEN I, VORIS,BRUCE PRESSLEY, KEARNEY,CHRISTOPHER OWEN, SCHAEFFER,MICHAEL LEE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B64G1/10 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B64 AERONAVES; AVIACION; ASTRONAUTICA.B64G ASTRONAUTICA; VEHICULOS O EQUIPOS A ESTE EFECTO (aparatos o métodos para obtener materiales de fuentes extraterrestres E21C 51/00). › B64G 1/00 Vehículos espaciales. › Satélites artificiales; Sus sistemas; Vehículos interplanetarios (transbordadores espaciales B64G 1/14; sistemas de radiotransmisión que utilizan satélites H04B 7/185).
  • G05D1/00 SECCION G — FISICA.G05 CONTROL; REGULACION.G05D SISTEMAS DE CONTROL O DE REGULACION DE VARIABLES NO ELECTRICAS (para la colada continua de metales B22D 11/16; dispositivos obturadores en sí F16K; evaluación de variables no eléctricas, ver las subclases apropiadas de G01; para la regulación de variables eléctricas o magnéticas G05F). › Control de la posición, del rumbo, de la altitud o de la actitud de vehículos terrestres, acuáticos, aéreos o espaciales, p. ej. piloto automático (sistemas de radionavegación o sistemas análogos que utilizan otras ondas G01S).

PDF original: ES-2534736_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Sistemas y métodos de canal de comunicaciones de emergencia para controlar un satélite Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere a sistemas y métodos de control de satélite y, más en particular, a un sistema de control de satélite que permite controlar un satélite modulando de manera remota parámetros de datos de telemetría que indican el funcionamiento de una o más de las cargas útiles del satélite.

Sistemas y métodos para controlar satélites en órbita desde una estación terrestre son ampliamente conocidos en la técnica. Durante un funcionamiento normal, la estación terrestre envía comandos al satélite. Los comandos son recibidos por los subsistemas de comunicaciones del satélite, que incluyen un receptor primario, y se envían al ordenador de vuelo del satélite para su ejecución. Sin embargo, un fallo en uno o más de los subsistemas de comunicaciones del satélite puede hacer que el satélite no pueda recibir comandos desde la estación terrestre, aunque sigue estando operativo. Por consiguiente, existe la necesidad de sistemas y métodos de reserva para transmitir comandos al satélite, siendo los métodos de reserva robustos frente a fallos en el subsistema de comunicaciones.

Sumario de la invención

Para abordar estos y otros inconvenientes de la técnica, el sistema de control de satélite de canales de comunicaciones de emergencia (ECC) según un aspecto de la invención permite controlar un satélite modulando de manera remota parámetros de datos de telemetría que indican el funcionamiento de una o más de las cargas útiles del satélite modulando señales enviadas directamente a la carga útil desde una estación terrestre.

El sistema ECC incluye software y hardware en el ordenador de vuelo del satélite, y software y hardware implementados en una estación terrestre. La parte de satélite del sistema ECC incluye un bus de datos y una o más cargas útiles acopladas al bus de datos. Cada una de las cargas útiles incluye un transpondedor de carga útil (que puede proporcionar funciones tanto de receptor como de transmisor). La parte de satélite del sistema ECC incluye además un receptor primario acoplado al bus de datos y un procesador acoplado al bus de datos. El procesador está configurado para recibir un primer comando desde el receptor primario a través del bus de datos. El procesador está configurado además para recibir datos de telemetría desde la carga útil a través del bus de datos. El procesador está configurado además para detectar un segundo comando procesando los datos de telemetría recibidos desde la carga útil. Cuando se detecta el segundo comando, el procesador está configurado para ejecutar el segundo comando detectado. De manera ventajosa, este sistema para controlar un satélite no requiere usar el receptor primario para recibir el segundo comando, ni requiere trayectorias de comunicación adicionales paralelas al bus de datos.

En algunas realizaciones, el procesador está configurado para detectar una ausencia de comandos en el receptor primario. El procesador procesa los datos de telemetría para detectar el segundo comando en respuesta a la ausencia de comandos en el receptor primario. En algunas realizaciones, la ausencia de comandos en el receptor primario puede incluir la ausencia de comandos en el receptor primario durante una cantidad de tiempo predeterminada. En algunas realizaciones, la cantidad de tiempo predeterminada es configurable.

En algunas realizaciones, el procesador está configurado para procesar un parámetro de los datos de telemetría para detectar el segundo comando. El procesador detecta el segundo comando detectando cambios en el parámetro de los datos de telemetría de la carga útil e interpreta los cambios detectados como bits de datos. En algunas realizaciones, detectar cambios en el parámetro de los datos de telemetría incluye detectar cambios en la cantidad de potencia consumida por el transpondedor de carga útil. En algunas realizaciones, el procesador detecta el segundo comando usando un proceso de señalización que se sincroniza automáticamente y que es sustancialmente independiente del tiempo. En algunas realizaciones, el procesador detecta el segundo comando basándose en la detección de una secuencia de preámbulos predeterminada.

En algunas realizaciones, el procesador está configurado para confirmar la ejecución del segundo comando detectado silenciando el transpondedor de carga útil durante una cantidad de tiempo predeterminada. Según algunas realizaciones, la cantidad de tiempo predeterminada es configurable.

Según otro aspecto, la invención se refiere a un método y a un medio legible por ordenador no transitorio que almacena instrucciones que, cuando se ejecutan por un procesador, hacen que el procesador lleve a cabo un método para controlar un satélite. El método incluye recibir, con un procesador, un primer comando desde un receptor primario a través de un bus de datos, recibir datos de telemetría desde una carga útil a través del bus de datos y detectar un segundo comando procesando los datos de telemetría recibidos desde la carga útil. El método incluye además ejecutar el segundo comando detectado.

El documento US 29/15466 A1 da a conocer el envío de información de respuesta de ejecución de comandos desde un satélite hasta una estación terrestre como una trama de transferencia de datos de telemetría.

Breve descripción de los dibujos

Estos y otros objetos y ventajas de la invención resultarán evidentes tras analizar la siguiente descripción detallada, tomada junto con los dibujos adjuntos, en los que los mismos caracteres de referencia se refieren a las mismas partes, y en los que:

La figura 1 muestra un sistema de control de satélite a modo de ejemplo que incluye el sistema ECC según una realización de la presente invención.

La figura 2 muestra los subsistemas de un satélite en órbita a modo de ejemplo que incluye software ECC según una realización de la presente invención.

La figura 3 muestra un método ilustrativo de puesta en marcha e inicialización del sistema ECC según una realización de la presente invención.

La figura 4A muestra un esquema a modo de ejemplo para modificar parámetros de datos de telemetría para transmitir datos de comando según una realización de la presente invención.

La figura 4B muestra otro esquema a modo de ejemplo para modificar parámetros de datos de telemetría para transmitir datos de comando según una realización de la presente invención.

La figura 5 muestra un método a modo de ejemplo para detectar valores de datos de comando según una realización de la presente invención.

La figura 6 muestra un formato a modo de ejemplo de una trama de comando ECC según una realización de la presente invención.

La figura 7A muestra un patrón de preámbulo ilustrativo según una realización de la presente invención.

La figura 7B muestra otro patrón de preámbulo ilustrativo según una realización de la presente invención.

La figura 8 muestra un método de confirmación a modo de ejemplo según una realización de la presente invención.

La figura 9 muestra un método de búsqueda de canal de comando a modo de ejemplo según una realización de la presente invención.

Descripción detallada

Para proporcionar un entendimiento global de la invención, a continuación se describirán determinadas realizaciones ilustrativas. Sin embargo, un experto en la técnica entenderá que los sistemas y métodos descritos en el presente documento pueden adaptarse y modificarse según sea apropiado para la aplicación que está abordándose y que los sistemas y métodos descritos en el presente documento pueden utilizarse en otras aplicaciones adecuadas, y que tales otras adiciones y modificaciones no se apartan del alcance de los mismos.

La figura 1 ilustra un sistema de control de satélite 1 a modo de ejemplo que incluye el sistema ECC según la presente invención. El sistema de control de satélite 1 incluye un segmento espacial 12 que incluye un satélite 14 y un segmento terrestre 16 que incluye una estación terrestre 18. La estación terrestre 18 incluye hardware y software para la comunicación con el satélite 14 a través de canales de enlace ascendente 11 y canales de enlace descendente 112. La estación terrestre 18 según la presente invención puede comunicarse con múltiples satélites aunque, por simplicidad, solo se muestra un satélite 14. Los datos transmitidos al satélite 14 a través del canal de enlace ascendente 11 pueden incluir comandos para el satélite 14, y los datos recibidos desde el satélite 14 a través del canal de enlace descendente 112 pueden incluir datos de telemetría del satélite... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1Un sistema para controlar un satélite (14), que comprende: un bus de datos (26);

una carga útil (218) acoplada al bus de datos, comprendiendo la carga útil un receptor de carga útil; un receptor primario (214) acoplado al bus de datos;

un procesador (24) acoplado al bus de datos, estando configurado el procesador para:

- recibir un primer comando desde el receptor primario (214) a través del bus de datos,

- recibir datos de telemetría desde la carga útil (218) a través del bus de datos,

- detectar un segundo comando procesando los datos de telemetría recibidos desde la carga útil, y

- ejecutar el segundo comando detectado.

2.- El sistema según la reivindicación 1, en el que:

el procesador está configurado para detectar una ausencia de comandos en el receptor primario; y

el procesador detecta el segundo comando en respuesta a la detección de la ausencia de comandos en el receptor primario.

3.- El sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el que la ausencia de comandos en el receptor primario comprende una ausencia de comandos en el receptor primario durante una cantidad de tiempo predeterminada.

4.- El sistema según la reivindicación 3, en el que la cantidad de tiempo predeterminada puede configurarse.

5.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que procesar los datos de telemetría para detectar el segundo comando comprende detectar cambios en un parámetro de los datos de telemetría recibidos desde la carga útil e interpretar cambios detectados como bits de datos.

6.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que detectar el segundo comando comprende detectar cambios en la cantidad de potencia consumida por la carga útil.

7.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que:

el segundo comando comprende una pluralidad de bits de datos, donde cada uno de la pluralidad de bits de datos corresponde a un estado diferente de un parámetro de los datos de telemetría, y

detectar el segundo comando comprende detectar cada uno de la pluralidad de bits de datos asociados al segundo comando, comprendiendo la detección de cada uno de la pluralidad de bits de datos:

- detectar un primer valor de bit en respuesta a la detección de un primer estado del parámetro de los datos de telemetría seguido de la detección de un estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente a un estado inactivo, y

- detectar un segundo valor de bit en respuesta a la detección de un segundo estado del parámetro de los datos de telemetría seguido de la detección del estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente al estado inactivo.

8.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que:

el segundo comando comprende una pluralidad de símbolos, donde cada uno de la pluralidad de símbolos corresponde a un estado diferente de un parámetro de los datos de telemetría, y

detectar el segundo comando comprende detectar cada uno de la pluralidad de símbolos correspondientes al segundo comando, comprendiendo la detección de cada uno de la pluralidad de símbolos:

detectar el estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente a cada uno de la pluralidad de símbolos, seguido de la detección de un estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente a un estado Inactivo.

9.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que detectar el segundo comando comprende un proceso de señalización que es sustancialmente independiente del tiempo.

1.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que el procesador está configurado además para confirmar la ejecución del segundo comando detectado silenciando un transpondedor de carga útil durante una cantidad de tiempo predeterminada.

11.- El sistema según la reivindicación 1, en el que la cantidad de tiempo predeterminada puede configurarse.

12.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que:

la carga útil está acoplada al bus de datos mediante una unidad de interfaz remota;

la unidad de interfaz remota está configurada para recopilar los datos de telemetría de la carga útil y para proporcionar los datos de telemetría al procesador; y

la unidad de interfaz remota está configurada para recibir comandos desde el procesador y enviar los comandos a la carga útil a través de un enlace unidireccional.

13.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que:

- el primer comando comprende:

una primera parte del primer comando que está en un primer formato; una segunda parte del primer comando que está en el primer formato;

- el segundo comando comprende:

una primera parte del segundo comando que está en el primer formato;

una segunda parte del segundo comando que está en un segundo formato diferente al primer formato; y

- la ejecución del segundo comando comprende:

detectar la primera parte del segundo comando dentro del segundo comando; y ejecutar la primera parte del segundo comando.

14.- El sistema según cualquier reivindicación anterior, en el que detectar el segundo comando comprende: detectar un preámbulo predeterminado que comprende una pluralidad de bits, y

detectar el segundo comando en función del preámbulo detectado.

15.- Un método para controlar un satélite, comprendiendo el método:

recibir, con un procesador, un primer comando desde un receptor primario a través de un bus de datos;

recibir, mediante el procesador, datos de telemetría desde una carga útil a través del bus de datos;

detectar, mediante el procesador, un segundo comando procesando los datos de telemetría recibidos desde la carga útil;

y

ejecutar, mediante el procesador, el segundo comando detectado.

16.- El método según la reivindicación 15, que comprende además detectar, mediante el procesador, una ausencia de comandos en el receptor primario, donde el segundo comando se detecta, mediante el procesador, en respuesta a la detección de la ausencia de comandos en el receptor primario.

17.- El método según la reivindicación 15, en el que procesar los datos de telemetría, mediante el procesador, para detectar el segundo comando comprende detectar cambios en un parámetro de los datos de telemetría recibidos desde la carga útil e interpretar cambios detectados como bits de datos.

18.- El método según la reivindicación 15, en el que detectar el segundo comando, mediante el procesador, comprende

detectar cambios en la cantidad de potencia consumida por la carga útil.

19.- El método según la reivindicación 15, en el que:

el segundo comando comprende una pluralidad de bits de datos, donde cada uno de la pluralidad de bits de datos corresponde a un estado diferente de un parámetro de los datos de telemetría, y

detectar el segundo comando, mediante el procesador, comprende detectar cada uno de la pluralidad de bits de datos asociados al segundo comando, comprendiendo la detección de cada uno de la pluralidad de bits de datos:

- detectar un primer valor de bit en respuesta a la detección de un primer estado del parámetro de los datos de telemetría seguido de la detección de un estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente a un estado inactivo, y

- detectar un segundo valor de bit en respuesta a la detección de un segundo estado del parámetro de los datos de telemetría seguido de la detección del estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente al estado inactivo.

2.- El método según la reivindicación 15, en el que:

el segundo comando comprende una pluralidad de símbolos, donde cada uno de la pluralidad de símbolos corresponde a un estado diferente de un parámetro de los datos de telemetría, y

detectar el segundo comando comprende detectar, mediante el procesador, cada uno de la pluralidad de símbolos correspondientes al segundo comando, comprendiendo la detección de cada uno de la pluralidad de símbolos:

detectar el estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente a cada uno de la pluralidad de símbolos, seguido de la detección de un estado diferente del parámetro de los datos de telemetría correspondiente a un estado inactivo.

21.- El método según la reivindicación 15, en el que:

la carga útil está acoplada al bus de datos mediante una unidad de interfaz remota;

la unidad de interfaz remota está configurada para recopilar los datos de telemetría de la carga útil y para proporcionar los datos de telemetría al procesador; y

la unidad de interfaz remota está configurada para recibir comandos desde el procesador y enviar los comandos a la carga útil a través de un enlace unidireccional.

22.- El método según la reivindicación 15, en el que: el primer comando comprende:

- una primera parte del primer comando que está en un primer formato;

- una segunda parte del primer comando que está en el primer formato; y el segundo comando comprende:

- una primera parte del segundo comando que está en el primer formato;

- una segunda parte del segundo comando que está en un segundo formato diferente al primer formato; y la ejecución del segundo comando, mediante el procesador, comprende:

- detectar la primera parte del segundo comando dentro del segundo comando; y

- ejecutar la primera parte del segundo comando.

23.- Un medio no transitorio legible por ordenador que comprende instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando se ejecutan por un procesador, hacen que el procesador lleve a cabo un método según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 22.


 

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