我國自行研制的衛(wèi)星地面接收系統(tǒng) ,由天線、 天線跟蹤伺服、 接收信道、 數(shù)據(jù)存儲與傳輸?shù)炔糠纸M成 ,主要任務是實時跟蹤過境的風云一號極軌氣象衛(wèi)星 ,接收其下發(fā)的 HRPT、 DPT信號;實時跟蹤過境的美國 NOAA衛(wèi)星 ,接
收其下發(fā)的 HRPT信號。天線跟蹤伺服是 FY1 - 02批數(shù)據(jù)接收處理系統(tǒng)中最重要的前端組成部分 ,它擔負著對衛(wèi)星準確跟蹤的任務 ,一旦故障則整個數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)將處于癱瘓狀態(tài)。由于衛(wèi)星每天過鏡 20多次 ,天線要運轉(zhuǎn)20多次 ,加上設備已經(jīng)日夜運行了 10多年 ,老化、 性能下降引發(fā)了很多問題。如天線伺服系統(tǒng)曾先后出現(xiàn)天線撞限位后被卡住、 碼盤損壞使得天線亂轉(zhuǎn)、 測速電機未固定好引起天線抖動、 GPS時間源并行時間碼驅(qū)動電路性能變差 ,引起天線中途退出等故障。天線跟蹤伺服系統(tǒng)技術復雜 ,涉及電子、 計算機、 機械傳動等領域 ,因此其故障也相應涉及環(huán)節(jié)多。排除天線伺服系統(tǒng)故障除需要多方面的技術理論支持外 ,更需要實踐經(jīng)驗 ,特別是對隱蔽性較強的如特窄脈沖干擾引發(fā)的故障 ,更需要長時間的觀察及細致的試驗和分析。

  故障現(xiàn)象及排查：2006年 9月下旬開始 ,出現(xiàn) FY1 - 02批設備 Y軸的天線跟蹤伺服系統(tǒng)在跟蹤過程中 ,衛(wèi)星軌道報的值突然隨機地由非 0位置一下跳變到 000 . 00位置 , Y軸也相應的馬上運動到 000 . 00的位置 ,也就是收藏位置 ,致使天線退出跟蹤 ,收圖中斷。這種現(xiàn)象開始時偶爾出現(xiàn) ,后來頻次慢慢增加。經(jīng)仔細觀察 ,這種現(xiàn)象與衛(wèi)星及時段都沒有直接關系 ,找不到規(guī)律。此時 , X軸伺服系統(tǒng)正常跟蹤。整個天線跟蹤系統(tǒng)包括機械傳動及控制系統(tǒng) 2大部分 ,從故障現(xiàn)象看 ,問題應出在控制系統(tǒng)部分。造成控制系統(tǒng)故障的各種可能因素包括:衛(wèi)星軌道根數(shù)錯誤、 光電碼盤故障、 測速電機損壞、 讀取標準時間出錯。首先根據(jù)故障現(xiàn)象對以上各種可能的因素進行逐一的分析 ,通過排除不相關因素 ,找出故障原因。分析思路如下:
1) 確定故障現(xiàn)象不是因衛(wèi)星軌道根數(shù)錯誤引起。如果軌道根數(shù)錯誤 ,軌道預報會有問題。但每次出現(xiàn)退出跟蹤時 ,馬上查軌道預報 ,看 Y軸值是連續(xù)變化的 ,沒有中途歸 0的指令。另外 ,如果根數(shù)未及時更新 ,天線運動總是滯后于衛(wèi)星 ,但不會隨機地由非 0位置一下跳變到000 . 00的位置。因此可以判定 Y軸伺服退出跟蹤不是軌道根數(shù)引起。
2) 確定故障現(xiàn)象不是因光電碼盤引起。如果光電碼盤壞了 ,單片機控制單元讀取的天線位置的數(shù)據(jù)一定出錯 ,其顯示的角度值也將出錯 ,天線可能會出現(xiàn)隨機的運動。但本故障現(xiàn)象中 ,單片機控制單元顯示的角度值正確 ,并且天線的運動始終朝向收藏位置。因此可以斷定故障現(xiàn)象不是因光電碼盤引起。
3) 確定故障現(xiàn)象不是因測速電機引起。如果測速電機數(shù)據(jù)出錯 ,會使天線在小范圍內(nèi)不停地來回抖動 ,但不會朝向收藏位置運動。
4) 確定故障現(xiàn)象是因讀取標準時間出錯引起。天線在跟蹤衛(wèi)星過程中 ,單片機控制單元通過擴充的并行接口采集由標準時間源送來的并行時間碼 ,其格式是 20位的 BCD碼。單片機控制單元根據(jù)讀取的時間碼查找衛(wèi)星預報位置 ,并根據(jù)衛(wèi)星預報位置控制天線運動。如果單片機讀取的時間出錯 ,那么其查找到的衛(wèi)星預報位置也是錯誤的 ,由此也將造成天線控制出錯。特別當單片機從讀取的出錯時間中判斷衛(wèi)星已經(jīng)過境時 ,將會控制天線到收藏位置 ,也就是發(fā)生本故障現(xiàn)象。將其他幾種不相關因素排除后 ,可初步判斷故障現(xiàn)象是因讀取標準時間出錯引起?？赡茉斐勺x取標準時間出錯的環(huán)節(jié)包括:標準時間源、 并行時間碼驅(qū)動電路、 連接電纜。通過分析及測試 ,確定問題出在哪一環(huán)節(jié)。由于 X軸及 Y軸控制系統(tǒng)共用同一套標準時間源,而故障僅在 Y軸控制系統(tǒng)中出現(xiàn),因此可確定故障現(xiàn)象不是因標準時間源引起。我們又對 Y軸伺服系統(tǒng)各電路中的輸入和輸出接口的線纜頭進行了檢查,并更換了所有單元的供電電源,但故障仍未排除。將檢查重點放在并行時間碼驅(qū)動電路環(huán)節(jié),認為時間源 BCD碼中,“ 十分 ” 位輸出引起的可能性最大。通過更換 GPS時間的 20位時間并碼的“ 十分” 位驅(qū)動輸出芯片,問題得到徹底解決。