1 引言

        卫星模拟器主要完成模拟发送星上真实有效载荷数据；对数据进行格式化编排、加扰、RS编码等基带处理；分别经HRPT、MPT、DPT三条链路进行卷积编码、QPSK调制、射频信号下变频为中频信号输出；采集基带处理后的数据；通过网络完成各家载荷数据的分发等功能。该设备由硬件和软件两部分组成，硬件部分主要由卫星数传分系统基带数据模拟器（含数据加载笔记本）、HRPT、MPT、DPT射频模拟源、下变频器以及配套电缆、数据处理服务器、HUB组成。软件部分由数据加载软件、服务器数据分包转发软件、终端数据接收软件组成。卫星模拟器是卫星地面接收系统、运行控制系统、计算机与网络系统及数据预处理系统联调和测试的重要依据，也将在卫星后续星的研制过程中起到重要的作用。

2 工作原理与技术分析

2.1 卫星模拟器设备功能及工作流程

        卫星模拟器的设备连接框图如图1所示。首先，由HRPT/MPT、DPT数据加载计算机通过数据加载软件将具有三条数传链路特征帧格式的数据分别输出到基带数据模拟器对应的功能模块中，这些数据是在卫星试验过程中获得的真实载荷数据（主要包含各载荷探测仪器经数传信息处理器处理后的数传帧格式数据），数据文件的加载具有循环读取的功能以保证数据流的连续性。基带数据模拟器按照三条链路射频信号源的输入要求，分别读取HRPT、MPT、DPT链路基带数据，并按照各自固定的传输速率输出至射频信号源。HRPT、MPT、DPT三种射频信号源，完成星上相应格式数传发射机的功能，对来自基带数据模拟器相应模块的数据进行卷积编码处理，实现由基带至所要求波段的调制（其中，HRPT射频信号源实现由基带至L波段的调制；MPT、DPT射频信号源实现由基带至X波段的调制），对外输出射频信号到下变频器。下变频器实现三路射频信号到中频（720±5MHz）的下变频转换，并通过TCP/IP协议网络口发送至对应的地面接收处理设备，为地面站设备调试提供重要依据。

图1 卫星模拟器设备连接框图

2.2 卫星模拟器应用软件

        卫星模拟器应用软件包括三部分：基带数据加载软件、服务器数据分包转发软件和终端数据接收软件。

        基带数据加载软件主要完成对基带数据模拟器HRPT、MPT、DPT数据处理模块进行数据加载，并且数据文件可以循环发送以保证数据输出的连续性。这些数据均为卫星在测试过程中载荷仪器的探测数据。该软件由文件加载区域和信息显示区域两部分组成。文件加载区域实现对所要发送的文件进行选择和发送的控制；信息显示区域实现对所发数据流的监控。软件界面如图2所示。

        服务器数据分包转发软件主要完成将存储在服务器硬盘中的卫星试验数据（载荷探测仪器探测数据）分包，并通过网络接口发送到后端用户终端，并保证HRPT、MPT、DPT三条链路回放数据过程中码速率与卫星实际下传码速率相当。该软件由功能选择区域和网络连接监控区域组成，界面如图3所示。

        终端数据接收软件主要通过网络与服务器连接，从服务器回放的数据中接收设定的载荷数据，以备后期处理。该软件由信息选择区域和网络连接监控区域组成，界面如图4所示。

图2 基带数据加载软件界面