ES2829576T3 - Plataforma de retransmisión para comunicar datos de telemetría de uno o más satélites de observación itinerantes a tierra - Google Patents

Plataforma de retransmisión para comunicar datos de telemetría de uno o más satélites de observación itinerantes a tierra Download PDF

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ES2829576T3 ES17781503T ES17781503T ES2829576T3 ES 2829576 T3 ES2829576 T3 ES 2829576T3 ES 17781503 T ES17781503 T ES 17781503T ES 17781503 T ES17781503 T ES 17781503T ES 2829576 T3 ES2829576 T3 ES 2829576T3
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Abstract

Plataforma de retransmisión de comunicaciones de un sistema de observación espacial, configurada para ser embarcada a bordo de una aeronave (34) que vuela sobre las nubes, y configurada para servir de retransmisor a gran altitud para la transmisión a gran velocidad de datos espaciales de observación, conocida como telemetría, entre al menos un satélite de observación (4, 6) itinerante no geoestacionario y al menos una estación terrestre (12, 14, 16) para recibir dichos datos, pudiendo tener lugar la transmisión desde el o los satélite(s) de observación el retransmisor a gran altitud dentro de una o más ventanas de visibilidad predeterminadas del satélite o de los satélites de observación (4, 6) que se desplaza(n) con relación a la aeronave (34), y pudiendo tener lugar la transmisión de datos de la aeronave al suelo permanentemente, comprendiendo la plataforma de retransmisión una primera antena receptora (102), configurada para recibir en una primera banda óptica o de radiofrecuencia los datos de observación, transmitidos por un primer enlace espacial inalámbrico descendente (122), que conecta al menos un satélite de observación itinerante a la plataforma de retransmisión, y una primera interfaz de recepción (104), conectada a la primera antena receptora (102) y configurada para demodular los datos recibidos por la primera antena y guardarlos en una memoria (106), y una segunda interfaz de transmisión (108), configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria (106), y transmitir en una segunda banda de radiofrecuencia dichos datos modulados a través de una segunda antena transmisora (110) en un segundo enlace aéreo inalámbrico descendente (128) que conecta directamente la plataforma de retransmisión con al menos una estación terrestre de destino (12, 14, 16), y estando la plataforma de retransmisión caracteriza porque comprende una primera cadena de descifrado/cifrado (204)con doble nivel descendente, de los datos de telemetría recuperados desde al menos un satélite de observación (4, 6) que se desplaza hacia la estación o estaciones terrestre(s) de destino (12, 14, 16).

Description

DESCRIPCIÓN
Plataforma de retransmisión para comunicar datos de telemetría de uno o más satélites de observación itinerantes a tierra
La presente invención se refiere a plataformas de comunicaciones que sirven de retransmisor de transmisión de datos a alta velocidad entre uno o más satélites de observación itinerantes, es decir, no geoestacionarios, y una o más estaciones terrestres para recibir dichos datos de observación, en adelante denominados datos de telemetría de satélites de observación.
La presente invención también se refiere a sistemas de observación que utilizan tales plataformas de comunicación como retransmisores.
Se sabe que uno de los factores limitantes de los sistemas de observación por satélites itinerantes no geoestacionarios es la capacidad del canal de enlace descendente de un satélite itinerante para devolver todas las imágenes tomadas por el satélite a la(s) estación(es) terrestre(s) receptora(s) cuando dicho satélite itinerante pasa por encima de dicha estación terrestre receptora en visibilidad geométrica en relación con dicho satélite.
A fin de aumentar la capacidad de enlace descendente de cada uno de los satélites itinerantes, en los últimos decenios los sistemas de observación por satélite han visto una escalada de las frecuencias utilizadas para los enlaces descendentes, que ahora progresan hacia las bandas X y Ka, de modo que cada vez se pueden encaminar y descender más datos de imágenes en el mismo período de tiempo en que el satélite pasa en la visibilidad de la estación.
Los planes actuales son continuar esta progresión hacia las frecuencias ópticas que permitirían descargar aún más datos de telemetría en el mismo período de tiempo que sobrevuela la estación receptora terrestre por el satélite.
Sin embargo, ya en las bandas de radio de muy alta frecuencia, es decir, por encima de la banda de UHF, la atenuación debida a la presencia de nubes en la atmósfera resulta en una limitación significativa del flujo, y esta atenuación se vuelve inaceptable para los enlaces ópticos.
Una solución para utilizar frecuencias más altas en el canal de enlace descendente es utilizar una plataforma de retransmisión de comunicaciones a bordo de una aeronave, como un dron o un globo, que evolucione a gran altitud por encima de las nubes, lo que elimina la atenuación inhibitoria de una señal de radio causada por las nubes, que ahora sólo intervienen en la retransmisión entre la plataforma de comunicación y la estación receptora terrestre, transmisión que tiene lugar a una distancia mucho más corta (de unos pocos kilómetros a unas pocas decenas en lugar de varios cientos a miles de kilómetros) y en un lugar que permite el uso de determinadas atribuciones de frecuencias y bandas de transmisión, con la gran ventaja de poder ser permanente.
A pesar de la existencia de requisitos reglamentarios para las bandas utilizables entre los retransmisores de gran altitud y el suelo, y aunque estas bandas no son necesariamente ventajosas en términos de rendimiento accesible, estas bandas utilizables están menos congestionadas que las bandas asignadas a los satélites.
El uso de un retransmisor de gran altitud como retransmisor entre tierra y los satélites itinerantes es muy interesante: como el retransmisor está por encima de las nubes, un enlace óptico descendente entre el satélite itinerante y la plataforma de retransmisión de gran altitud permite comunicaciones a alta velocidad con una disponibilidad del 100% durante el paso del satélite en la visibilidad del retransmisor, típicamente de unos pocos minutos a unos diez minutos para los satélites en órbitas bajas. El segundo enlace descendente entre la plataforma de retransmisión y la estación terrestre receptora puede realizarse utilizando radiofrecuencia en una banda de frecuencias menos sensible a las nubes y las precipitaciones, con una menor velocidad de datos compensada por la visibilidad permanente. Mientras que un satélite de observación itinerante pasa en la visibilidad de una estación terrestre unos 40 minutos al día, el retransmisor de gran altitud proporciona una ganancia de más de 30 veces el requisito de paso de la estación de retransmisión a la tierra.
La solicitud de patente estadounidense 6.151, 308 A describe un sistema de satélites que utiliza plataformas de retransmisión a gran altitud que permiten una definición más precisa de las células de comunicaciones, evitan la obstrucción de los enlaces satelitales entre los terminales y los satélites itinerantes de órbita terrestre baja, en particular cuando los terminales se encuentran en zonas urbanas, y por lo tanto permiten que más terminales accedan a la red del sistema de comunicaciones. La solicitud de patente estadounidense 6.151, 308 A describe un uso ventajoso del sistema de satélites en el contexto de una misión de observación que permite obtener imágenes más finas y de mayor resolución al embarcar los instrumentos de observación en las plataformas de retransmisión de gran altitud en lugar de en los satélites itinerantes. El documento US 6.151, 308 A no describe el uso de plataformas de retransmisión de comunicaciones para facilitar la recuperación de grandes mediciones de telemetría desde los satélites itinerantes de observación y no describe cómo se gestiona la seguridad de las transmisiones en el sistema de satélites de observación, y en particular en la plataforma de retransmisión de comunicaciones, en el caso de retransmisiones con una multiplicidad de satélites y/o múltiples estaciones terrestres receptoras.
Una primera cuestión técnica consiste en proporcionar una arquitectura para la integración de las funciones de seguridad, a nivel del sistema de satélites de observación y en particular a nivel de la plataforma de retransmisión de comunicaciones, que simplifique la gestión de la seguridad de las transmisiones en el caso de una multiplicidad de satélites y/o múltiples estaciones terrestres receptoras.
Un segundo problema técnico consiste en aumentar la disponibilidad y capacidad del enlace descendente desde la plataforma de retransmisión a la estación terrestre para superar una caída crítica del rendimiento o la ausencia de un enlace descendente entre la plataforma de retransmisión y la estación terrestre, causada, por ejemplo, por la interposición de nubes muy absorbentes con respecto a la radiación.
Para este propósito, el objeto de la invención es una plataforma de retransmisión de comunicaciones de un sistema de observación espacial, configurado para ser embarcado a bordo de una aeronave que vuela sobre las nubes, y configurado para servir como un retransmisor de gran altitud para la transmisión a gran velocidad de datos de observación espacial, conocido como telemetría, entre al menos un satélite de observación no geoestacionario y al menos una estación terrestre para la recepción de dichos datos, pudiendo tener lugar la transmisión desde el o los satélites de observación al retransmisor de gran altitud dentro de una o más ventanas de visibilidad predeterminadas del o los satélites de observación que pasan por delante de la aeronave, pudiendo tener lugar la transmisión de datos desde la aeronave al suelo de forma permanente. La plataforma de retransmisión comprende una primera antena receptora, configurada para recibir en una primera banda óptica o de radiofrecuencia los datos de observación, transmitidos en un primer enlace espacial descendente inalámbrico, que conecta al menos un satélite de observación itinerante a la plataforma de retransmisión, y una primera interfaz de recepción, conectada a la primera antena receptora y configurada para demodular los datos recibidos por la primera antena y guardarlos en una memoria, y una segunda interfaz de transmisión, configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria y para transmitir en una segunda banda de radiofrecuencia dichos datos modulados por medio de una segunda antena transmisora en un segundo enlace descendente inalámbrico que conecta directamente la plataforma de retransmisión con al menos una estación terrestre de destino. La plataforma de retransmisión se caracteriza por comprender una primera cadena de descifrado/cifrado de enlace descendente con doble nivel de los datos de telemetría recuperados desde al menos un satélite de observación itinerante hacia la(s) estación(es) terrestre(s) de destino.
Según los modos particulares de realización, la plataforma de retransmisión de comunicaciones incluye una o más de las siguientes características:
-- la primera banda de frecuencias del primer enlace espacial inalámbrico descendente es una banda de frecuencias ópticas o de radio, y/o la segunda banda de frecuencias del segundo enlace aéreo descendente es una banda de frecuencias ópticas o de radio;
-- la plataforma de retransmisión también incluye una tercera interfaz de recepción, configurada para demodular los datos de los controles remotos protegidos de la plataforma de retransmisión y/o el/los satélite(s) itinerante(s) de observación, procesados y transmitidos en un tercer enlace dedicado por un centro de control en tierra del sistema de observación espacial;
-- estando la primera cadena de descifrado/cifrado de doble nivel descendente configurada:
• * para cada satélite de observación itinerante y los correspondientes datos de telemetría recibidos, descifrar a un primer nivel descendente dichos datos de telemetría, cifrados y transmitidos por dicho satélite de observación itinerante en el primer enlace espacial descendente y demodulados por la primera interfaz, utilizando las claves activas de descifrado de datos de los datos de telemetría del primer nivel descendente, asociado con dicho satélite itinerante y los índices de claves activas de cifrado/descifrado para el cifrado/descifrado de los datos de telemetría del primer nivel descendente, siendo dichos índices de claves activas de cifrado/descifrado transmitidos junto con dichos datos de telemetría cifrados y que están asociados de manera única con dicho satélite de observación itinerante y dichas claves activas de descifrado del primer nivel descendente; a continuación
• * para cada estación terrestre de destino y los correspondientes datos de telemetría destinados a ellas, descifrados en el primer nivel descendente y procedentes de uno o más satélites de observación, cifrar en un segundo nivel descendente los datos de telemetría descifrados en el primer nivel descendente utilizando una clave activa para cifrar los datos de telemetría del segundo nivel descendente, asociado con dicha estación terrestre de destino, y adjuntar a dichos datos cifrados del segundo nivel descendente un índice de clave activa para el cifrado/descifrado de los datos de telemetría del segundo nivel descendente asociado únicamente con dicha estación terrestre de destino y dicha clave de cifrado activa del segundo nivel descendente;
-- la primera cadena de descifrado/descifrado de doble nivel descendente de datos de telemetría, recuperados desde el satélite o los satélites itinerantes hacia la estación o las estaciones terrestres de destino, comprende un primer módulo para gestionar las claves de cifrado/descifrado del doble nivel descendente, un segundo módulo para descifrar en un primer nivel descendente los datos de telemetría transmitidos en el primer enlace espacial descendente y demodulados por la primera interfaz, y un tercer módulo para cifrar en un segundo nivel descendente los datos de telemetría descifrados en el primer nivel descendente; y el primer módulo de gestión de claves de cifrado/descifrado de datos de telemetría de doble nivel descendente está configurado para recibir inicialmente un primer conjunto de uno o más conjuntos de claves de descifrado de telemetría de primer nivel descendente, y para recibir inicialmente un segundo conjunto de uno o más conjuntos de claves de cifrado de datos de telemetría de segundo nivel descendente; y cada conjunto de claves de descifrado de datos de telemetría relativos al primer nivel descendente se asocia con un satélite de observación itinerante, y cada clave de descifrado de datos de telemetría en el primer nivel descendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única por un índice de claves de cifrado/descifrado del primer nivel descendente; y cada conjunto de claves de cifrado de datos de telemetría relativas al segundo nivel descendente se asocia con una estación terrestre de destino, y cada clave de cifrado de datos de telemetría en el segundo nivel de enlace descendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única por un índice de claves de cifrado/descifrado del segundo nivel descendente;
-- el primer módulo de gestión de las claves de cifrado/descifrado de doble nivel descendente de datos de telemetría está configurado para ejecutar, al recibirse a través de la tercera interfaz de controles remotos protegidos, dedicados y enviados por el centro de control terrestre, los cambios en algunas o todas las claves de descifrado de datos de telemetría en el primer nivel descendente y/o las claves de cifrado de datos de telemetría en el segundo nivel descendente ;
-- la primera antena receptora, la primera interfaz de recepción y la memoria están configuradas para recibir, demodular y almacenar por separado los datos de telemetría, cifrados en el primer nivel descendente y transmitidos por al menos dos satélites de observación itinerantes no geoestacionarios en el primer enlace espacial descendente, y/o la segunda antena transmisora, la segunda interfaz de transmisión, están configuradas para modular y transmitir por separado los datos de telemetría cifrados en el segundo nivel descendente a al menos una estación terrestre de destino en el segundo enlace aéreo descendente inalámbrico; y la primera cadena de descifrado/cifrado de doble nivel descendente de los datos de telemetría, recuperados desde el satélite o los satélites itinerantes hasta la estación o las estaciones terrestres de destino, comprende un asignador matricial de los datos de telemetría descifrados, recibidos del mismo satélite de observación itinerante, en diferentes estaciones terrestres de destino, según una tabla de asignación cargada por controles remotos, estando el asignador matricial conectado en serie entre el segundo módulo de descifrado y el tercer módulo de cifrado;
-- la plataforma de retransmisión también incluye una segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente de datos de control remoto del satélite o de los satélites de observación itinerantes recibidos a través de la tercera interfaz de recepción del tercer enlace dedicado de control remoto protegidos procedentes del centro de control terrestre;
-- estando la segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente de los datos de los controles remotos del satélite o satélites de observación itinerantes, configurada:
* para cada satélite de observación itinerante de destino y los correspondientes datos de control remoto de dicho satélite, descifrar en un primer nivel ascendente los datos de control remoto, transmitidos por el centro de control terrestre en el tercer enlace y demodulados por la tercera interfaz, utilizando una clave activa para descifrar los datos de control remoto del primer nivel ascendente, asociado con dicho satélite de observación y un índice de clave activa de cifrado/descifrado para el cifrado/descifrado de datos de control remoto de primer nivel ascendente, siendo dicho índice de clave activa de cifrado/descifrado de datos de control remoto transmitido junto con los datos de control remoto cifrados por el centro de control terrestre y que están asociados de forma exclusiva con el satélite itinerante y dicha clave de descifrado de primer nivel ascendente; después
* para cada satélite de observación itinerante de destino y los datos de control remoto descifrados destinados a él, cifrar en un segundo nivel ascendente los datos de control remoto descifrados en el primer nivel ascendente utilizando una clave activa de cifrado de datos de control remoto de segundo nivel ascendente, estando la clave activa de cifrado de datos de control remoto de segundo nivel ascendente asociada con el satélite de observación de destino, y adjuntar a dichos datos de control remoto de segundo nivel ascendente un índice de clave activa de cifrado/descifrado de control remoto asociado únicamente con dicho satélite de observación y dicha clave activa de cifrado de segundo nivel ascendente;
-- la plataforma de retransmisión comprende además una cuarta interfaz de transmisión, configurada para modular los datos de control remoto de al menos un satélite de observación itinerante, y para transmitir dichos datos de control remoto modulados a través de una cuarta antena de transmisión en un cuarto enlace espacial ascendente inalámbrico que conecta directamente la plataforma de retransmisión con el o los satélites de observación itinerantes; y en la que la segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente de los datos de control remoto del satélite o los satélites de observación itinerantes comprende un cuarto módulo de gestión de claves de cifrado/descifrado del doble nivel ascendente, un quinto módulo de descifrado en un primer nivel ascendente de los datos de control remoto transmitidos por el tercer enlace y demodulados por la tercera interfaz, y un sexto módulo de cifrado en un segundo nivel ascendente de los datos de control remoto descifrados en el primer nivel ascendente; y el cuarto módulo de gestión de claves de cifrado/descifrado de doble nivel de enlace ascendente de datos de control remoto del satélite o los satélites itinerantes está configurada además para :
• * inicialmente recibir un tercer conjunto de uno o más juegos de claves de descifrado de control remoto de primer nivel ascendente, y
• * recibir inicialmente un cuarto conjunto de uno o más juegos de claves de cifrado de control remoto del segundo nivel ascendente; y cada juego de claves de descifrado de control remoto relativo al primer nivel ascendente está asociado a un satélite de observación itinerante, y cada clave de descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente de cada juego se corresponde y se identifica de manera única por un índice de clave de cifrado/descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente, ; y cada conjunto de claves de cifrado de control remoto relativas al segundo nivel ascendente está asociado a un satélite de observación itinerante de destino, cada clave de cifrado de datos de control remoto en el segundo nivel ascendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única por un índice de clave de cifrado/descifrado en el segundo nivel ascendente;
-- el cuarto módulo de gestión de las claves de cifrado/descifrado de doble nivel para los datos de control remoto del satélite o de los satélites itinerantes está configurado para ejecutar, en la recepción a través de la tercera interfaz de los controles remotos dedicados, protegidos y enviados por el centro de control terrestre, las modificaciones de algunas o todas las claves de descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente y/o claves de cifrado de datos de control remoto en el segundo nivel ascendente ;
-- la plataforma de retransmisión comprende además una quinta interfaz de transmisión, configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria, y para transmitir en una quinta banda óptica o de radiofrecuencia dichos datos modulados a través de una quinta antena de transmisión en un quinto enlace espacial ascendente inalámbrico que conecta directamente la plataforma de retransmisión con un satélite geoestacionario, estando la memoria configurada para encaminar, de manera controlada desde el suelo mediante el envío de un comando dedicado, los datos de telemetría en la quinta interfaz de transmisión, en lugar de la segunda interfaz de transmisión considerada como puerto de destino en un modo nominal.
La invención también tiene por objeto un sistema espacial que comprende al menos un satélite o satélites de observación itinerantes no geoestacionarios, al menos una estación o estaciones terrestres de destino y de recepción de datos de observación transmitidos a gran velocidad por el al menos un satélite de observación, una aeronave que vuela a gran altitud sobre las nubes y una plataforma de retransmisión de comunicaciones, embarcados a bordo de la aeronave y que sirven de retransmisor para la transmisión de datos de observación o telemetría entre, el al menos, un satélite de observación y, las al menos, dos estaciones terrestres de destino y recepción de datos, en la que se define la plataforma de retransmisión de comunicaciones según las características descritas anteriormente, y la aeronave se incluye en el conjunto formado por drones, globos dirigibles estratosféricos o aviones.
Según los modos particulares de realización, el sistema espacial comprende además un satélite geoestacionario y al menos una estación terrestre remota y alejada conectada a dicho satélite geoestacionario por un enlace espacial descendente geoestacionario, y la plataforma de retransmisión tiene una quinta interfaz de transmisión, configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria, y transmitir en una quinta banda óptica o de radiofrecuencia dichos datos modulados a través de una quinta antena transmisora en un quinto enlace espacial ascendente inalámbrico que conecta directamente la plataforma de retransmisión con un satélite geoestacionario, estando la memoria configurada para encaminar, de manera controlada desde el suelo mediante el envío de un comando dedicado, los datos de telemetría en la quinta interfaz de transmisión en lugar de la segunda interfaz de transmisión considerada como puerto de destino en un modo nominal.
La invención se entenderá mejor si se lee la descripción de las diversas formas de realización que seguirán, dadas únicamente a título de ejemplo y hechas con referencia a los dibujos, en los que:
-- La figura 1 es una vista general de un sistema espacial según la invención usando una plataforma de retransmisión a bordo de una aeronave pilotada sobre las nubes;
-- La figura 2 es una vista de la arquitectura general de la plataforma de retransmisión de la invención y sus principales interfaces con los otros elementos del sistema espacial de observación de la figura 1;
-- La figura 3 es una vista de un primer modo de realización de una plataforma de retransmisión según la invención, derivada de la arquitectura general de la figura 2, que integra de manera óptima las funciones de seguridad relativas a la protección en descenso de los datos de telemetría de los satélites de observación itinerantes;
-- La figura 4 es una vista de un segundo modo de realización de la plataforma de retransmisión según la invención, derivada del primer modo de realización en la figura 3, que también integra además funciones de seguridad relativas a la protección en ascenso de de control remoto de los satélites de observación itinerantes;
-- La figura 5 es una vista general de la arquitectura de comunicaciones del sistema espacial de observación de la figura 1, que integra las funciones de seguridad y corresponde al segundo modo de realización de la plataforma de retransmisión de la figura 4, integrando la plataforma de retransmisión la protección de la telemetría y los controles remotos de los satélites de observación itinerantes, y que recibe directamente los controles remotos de los satélites de observación desde un centro de control terrestre;
-- La figura 6 es una vista de una forma particular de realización del sistema espacial de la figura 1 que utiliza principalmente una plataforma de retransmisión, a bordo de una aeronave pilotada sobre las nubes, y secundariamente un satélite geoestacionario como segundo retransmisor;
-- La figura 7 es una vista de la arquitectura de la plataforma de retransmisión de la invención y sus principales interfaces con los otros elementos del sistema espacial de observación de la figura 6;
-- La figura 8 es una vista de una primera arquitectura de comunicaciones del sistema espacial de observación de la figura 6 en la que la plataforma de retransmisión integra de manera óptima tanto las funciones de seguridad relativas a la protección en descenso de los datos de telemetría de observación como las funciones de seguridad relativas a la protección en ascenso de los controles remotos de los satélites de observación itinerantes;
-- La figura 9 es una vista de una segunda arquitectura de comunicaciones del sistema espacial de observación de la figura 6 en la que la plataforma de retransmisión integra sólo la protección de la telemetría de los satélites de observación itinerantes y sirve sólo como retransmisor transparente respecto a la protección de los datos de control remoto de los satélites de observación;
-- La figura 10 es una vista de una tercera arquitectura de comunicaciones del sistema espacial de observación de la figura 6 en la que la plataforma de retransmisión sólo integra la protección de la telemetría de los satélites de observación itinerantes y no participa en la transmisión de datos de control remoto del centro de control terrestre hacia los satélites de observación itinerantes.
En general, un sistema de observación por satélite según la invención utiliza una plataforma de retransmisión de comunicaciones a gran altitud que está embarcada a bordo de una aeronave que vuela por encima de las nubes, como un dron o un globo estratosférico, y que permite ampliar la capacidad de descenso de la telemetría desde los satélites itinerantes de la telemetría a la tierra.
La plataforma de retransmisión está configurada para transmitir datos directamente a al menos una estación terrestre de destino con visibilidad permanente de la aeronave,
-- ya sea con una velocidad idéntica a la velocidad de enlace descendente entre el satélite de observación y la plataforma de retransmisión,
--ya sea con una menor velocidad usando una memoria intermedia a bordo de la plataforma de retransmisión, lo cual es posible gracias a la geometría orbital de los satélites de observación itinerantes que implica ventanas de descarga cortas espaciadas con tiempo muerto.
El resultado es un aumento en la velocidad potencial, y por lo tanto en el servicio de observación, por ejemplo, imágenes u otros datos de observación (radar, radiofrecuencia RF, etc.), del orden del 150% y posiblemente más del 1000%.
Además, la plataforma de retransmisión puede utilizarse en contextos en los que los datos de múltiples satélites se transmiten a múltiples estaciones terrestres.
El concepto básico de la invención que resuelve el primer problema técnico, a saber, proporcionar una arquitectura de integración de las funciones de protección en el sistema de satélites de observación, simplificada y compatible con las transmisiones en el caso de múltiples constelaciones de satélites y/o múltiples estaciones terrestres receptoras, se basa en maximizar la integración de las funciones de protección y gestión de los enlaces seguros del sistema espacial de observación dentro de la plataforma de retransmisión de comunicaciones.
Según la figura 1 y un ejemplo de la realización de la invención, un sistema de observación espacial 2 comprende :
-- al menos un satélite de observación itinerante no geoestacionario, aquí dos satélites de observación 4 y 6, -- al menos dos estaciones terrestres de destino y de recepción 12, 14, 16 de los datos de observación, transmitidos a gran velocidad por al menos un satélite de observación 4, 6,
-- una plataforma de retransmisión de comunicaciones 32, transportada a bordo de una aeronave 34 y que sirve de retransmisor para la transmisión de datos de observación, también denominada aquí telemetría de observación, entre el al menos un satélite o satélites de observación itinerante(s) 4, 6 y las estaciones terrestres de destino y recepción 12, 14, 16 de los datos de observación,
-- la aeronave 34 de transporte de la plataforma de retransmisión 32,
-- un primer centro de control 46 de la plataforma de retransmisión 32, y
-- un segundo centro de control 48 de los satélites de observación itinerantes 4, 6.
La aeronave 34 está incluida en el conjunto formado por drones, globos dirigibles o aviones. Aquí, en la figura 1, la aeronave 34 mostrada es un globo dirigible estratosférico.
La aeronave 34 está configurada y pilotada para volar por encima de las nubes atmosféricas hidratadas, lo que permite establecer enlaces espaciales, descendentes desde los satélites de observación 4, 6 hacia la aeronave 34, y posiblemente ascendentes desde la plataforma de retransmisión 32 hasta los satélites de observación 4, 6, por ejemplo, en una banda óptica o en una banda de radiofrecuencia RF de alta frecuencia.
La aeronave 34 está pilotada por encima de las nubes de manera que esté lo más cerca posible y en visibilidad óptica de las estaciones terrestres de destino y recepción 12, 14, 16, denominadas "estaciones locales", y para evitar atenuaciones causadas por posibles elementos atmosféricos como las nubes atmosféricas.
En general, los elementos atmosféricos, que forman una pantalla a la radiación, son principalmente nubes hidratadas pero también pueden ser vientos de arena, nubes de contaminantes atmosféricos dependiendo de las regiones terrestres consideradas.
Según la Figura 2 y un ejemplo general de la arquitectura de la plataforma de retransmisión según la invención, la plataforma de retransmisión de comunicaciones 32 de la Figura 1 está configurada para ser embarcada a bordo de la aeronave 34, pilotada para volar sobre las nubes, y está configurada para soportar las condiciones ambientales asociadas con el entorno evolutivo de la aeronave 34, como la estratosfera para un globo estratosférico.
La plataforma de retransmisión 32 está configurada para actuar como retransmisor de alta velocidad de datos espaciales de observación o de telemetría entre uno o más satélites de observación itinerantes no geoestacionarios , en este caso los satélites itinerantes de observación c 4 y 6, y al menos una estación terrestre de destino y de recepción de dichos datos, en este caso las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16, teniendo lugar la transmisión dentro de una o más ventanas de visibilidad predeterminadas del (de los) satélite(s) de observación itinerantes 4, 6 con respecto a la aeronave 34.
La plataforma de retransmisión de comunicaciones 32 consiste en una primera antena receptora 102, una primera interfaz de recepción 104, una memoria intermedia 106, una segunda interfaz de transmisión 108, una segunda antena de transmisión 110.
La primera antena receptora 102 está configurada para recibir datos de observación en una primera banda óptica o de radiofrecuencia, transmitidos en un primer enlace espacial descendente inalámbrico 122 que conecta al menos un satélite de observación itinerante a la plataforma de retransmisión 32.
La primera interfaz de recepción 104, conectada a la primera antena receptora 102, está configurada para demodular los datos de telemetría recibidos por la primera antena 102 y guardarlos en la memoria 106.
La segunda interfaz de transmisión 108 está configurada para modular los datos de observación o telemetría almacenados en la memoria 106, y transmitir en una segunda banda de radiofrecuencia dichos datos de telemetría modulados a través de la segunda antena de transmisión 110 en un segundo enlace aéreo descendente inalámbrico 128 "local", que conecta directamente la plataforma de retransmisión 32 a al menos una estación terrestre de destino local, aquí las estaciones terrestres de destino locales 12, 14 y 16.
La primera banda de frecuencias del primer enlace espacial inalámbrico 122 es una banda óptica o de radiofrecuencia, y/o la segunda banda de frecuencias del segundo enlace aéreo 128 es una banda de radiofrecuencia.
Como se muestra en la Figura 2, la plataforma de retransmisión 32 también tiene una tercera interfaz de recepción 142, configurada para recibir a través de una tercera antena de recepción 144 y para demodular los datos de los controles remotos protegidos de la plataforma de retransmisión 32, procesados y transmitidos en un tercer enlace dedicado 152 por el centro de control terrestre 46 de la plataforma de retransmisión 32.
Según la figura 3 y un primer modo particular 202 de realización de la plataforma de retransmisión 32 que integra las funciones de protección, la plataforma de retransmisión 202 comprende una primera cadena de descifrado/cifrado con un doble nivel descendente 204 de los datos de observación o telemetría, recuperados desde al menos un satélite en movimiento hacia la estación o estaciones terrestre(s) de destino, en este caso los satélites itinerantes 4 y 6.
La primera cadena de descifrado/cifrado 204 de doble nivel descendente está configurada:
-- para cada satélite de observación itinerante 4, 6 y los correspondientes datos de telemetría recibidos, descifrar en un primer nivel descendente dichos datos de telemetría, cifrados y transmitidos por dicho satélite de observación itinerante en el primer enlace descendente espacial 122 y demodulados por la primera interfaz 104, utilizando una clave activa para descifrar los datos de telemetría del primer nivel descendente, asociado con dicho satélite itinerante y un índice de clave activa de cifrado/descifrado de los datos de telemetría de primer nivel descendente, dicho índice de clave activa de cifrado/descifrado que se transmite junto con dichos datos de telemetría cifrados y que está asociado de forma exclusiva con dicho satélite itinerante y dicha clave activa de descifrado; entonces
-- para cada estación terrestre de destino 12, 14, 16 y los correspondientes datos de telemetría destinados a ellas, descifrados en un primer nivel descendente y procedentes de uno o más satélites de observación 4, 6, cifrar en un segundo nivel descendente dichos datos de telemetría descifrados utilizando una clave activa para cifrar los datos de telemetría del segundo nivel descendente, asociado con dicha estación terrestre de destino, y adjuntando a dichos datos cifrados de segundo nivel un índice de clave activa de cifrado/descifrado de los datos de telemetría de segundo nivel descendente asociados de forma exclusiva con dicha estación terrestre de destino y dicha clave de cifrado activa.
Cabe señalar que los conjuntos de claves de descifrado y cifrado, respectivamente del primer y segundo nivel descendente, y los conjuntos de índices de claves de telemetría del primer y segundo nivel asociado se cargan previamente en el medio de descifrado/cifrado de doble nivel 204 a través de la tercera interfaz de recepción 142 del tercer enlace 152 dedicado de control remoto protegido procedente del primer centro de control terrestre 46. La activación de las claves se realiza dentro de estos conjuntos de claves mediante el control remoto de los índices de claves activas.
La primera cadena de descifrado/descifrado de doble nivel descendente 204 de datos de telemetría, recuperados desde el/los satélite(s) itinerantes 4, 6 hacia la(s) estación(es) terrestre(s) de destino 12, 14, 16, comprende un primer módulo 212 para gestionar las claves de cifrado/descifrado de doble nivel descendente, un segundo módulo 214 para descifrar en un primer nivel descendente los datos de telemetría transmitidos en el primer enlace espacial descendente 122 y demodulados por la primera interfaz 104, y un tercer módulo 216 para cifrar en un segundo nivel descendente los datos de telemetría descifrados en el primer nivel descendente.
El primer módulo 212 para gestionar las claves de cifrado/descifrado en el doble nivel descendente de datos de telemetría está configurado para :
-- recibir inicialmente un primer conjunto de uno o más conjuntos de claves de descifrado de telemetría de primer nivel descendente; y
-- recibir inicialmente un segundo conjunto de uno o más conjuntos de claves de cifrado de datos de telemetría de segundo nivel descendente.
Cada conjunto de claves de descifrado de telemetría para el primer nivel de enlace descendente se asocia con un satélite de observación itinerante, y cada clave de descifrado de datos de telemetría en el primer nivel descendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única por un índice de clave de cifrado/descifrado en el primer nivel descendente.
Cada conjunto de claves de cifrado de datos de telemetría relativas al segundo nivel descendente se asocia con una estación terrestre de destino, y cada clave de cifrado de datos de telemetría en el segundo nivel descendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única por un índice de clave de cifrado/descifrado en el segundo nivel descendente.
El primer módulo 212 para gestionar las claves de cifrado/descifrado de datos de telemetría de doble nivel descendente está configurado para ejecutar, al recibir a través de la tercera interfaz 142 de los controles remotos dedicados protegidos y enviados por el primer centro de control terrestre 46, cambios en algunas o todas las claves de descifrado de datos de telemetría en el primer nivel descendente, y/o claves de cifrado de datos de telemetría en el segundo nivel descendente.
Como se muestra en la Figura 3, la primera antena receptora 102, la primera interfaz de recepción 104, y la memoria 106 están configuradas para recibir, demodular y almacenar por separado datos de observación o telemetría, cifrados en el primer nivel descendente y transmitidos por uno o más satélites de observación itinerantes no geoestacionarios , aquí los satélites de observación 4, 6, en el primer enlace espacial descendente 122.
La segunda antena transmisora 110 y la segunda interfaz de transmisión 108 están configuradas para modular y transmitir los datos de telemetría cifrados en el segundo nivel descendente a la(s) estación(es) terrestre(s) de destino 12, 14, 16 en el segundo enlace aéreo descendente inalámbrico 128.
La primera cadena de descifrado/cifrado de doble nivel descendente 204 de los datos de telemetría, recuperados desde el/los satélite(s) itinerantes 4, 6 a la(s) estación(es) terrestre(s) de destino 12, 14, 16 comprende aquí una asignador matricial 224 de la telemetría descifrada recibida del mismo satélite de observación itinerante, en diferentes estaciones terrestres de destino, de acuerdo con una tabla de asignación predeterminada 226.
El asignador matricial 224 está conectado en serie entre el segundo módulo de descifrado de primer nivel descendente 214 y el tercer módulo de cifrado de segundo nivel descendente 216.
La tabla de asignación 226 es aquí una matriz de dos líneas y cinco columnas que codifica una interconectividad predeterminada, fija o modificable de forma controlada, entre los satélites de observación y las estaciones terrestres de destino, el índice de línea que codifica el rango j del satélite de observación y el índice de columna que codifica el rango k de la estación terrestre de destino.
Según una primera variante, se puede implementar una difusión hacia el conjunto de estaciones terrestres de destino de todos los datos recuperados desde los satélites de observación, en este caso la clasificación se realiza en las estaciones terrestres de destino.
Según una segunda variante, un comando para asignar datos de telemetría, por ejemplo imágenes, a tal o cual estación receptora terrestre, es provisto por estar contenido en los meta-datos asociados con las imágenes y por lo tanto recibidos con dichas imágenes por la plataforma de retransmisión. Esto permite una asignación imagen por imagen en lugar de satélite por satélite.
El segundo y tercer módulos 214, 216 están conectados al primer módulo 212 mediante enlaces bidireccionales y están configurados para buscar allí la clave de descifrado activa de primer nivel descendente y la clave de cifrado activa de segundo nivel descendente, de acuerdo con los dos índices correspondientes de claves activas de cifrado/descifrado recibidos previamente por control remoto.
Son posibles varios modos de gestión de la memoria 106.
Siguiendo un primer modo preferido de gestión de la memoria 106, los datos cifrados, recuperados desde los satélites de observación 4, 6, se almacenan cifrados en la memoria 106, luego se descifran y cifran antes de ser enviados a las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16.
Según un segundo modo de gestión de la memoria 106, los datos cifrados, recuperados desde los satélites de observación 4, 6, se descifran primero, luego se almacenan descifrados en la memoria 106, y luego se cifran antes de ser enviados a las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16.
Según un tercer modo de gestión de la memoria 106, los datos cifrados, recuperados desde los satélites de observación 4, 6, son sucesivamente descifrados y almacenados descifrados en la memoria 106, luego sucesivamente cifrados en el segundo nivel descendente y almacenados cifrados en la memoria 106 antes de ser enviados a las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16.
Según la Figura 4 y de una segunda forma particular 252 de realización de la plataforma de retransmisión 32, la plataforma de retransmisión 252 se deriva de la primera forma de realización 202 de la plataforma de retransmisión y comprende los mismos componentes idénticamente numerados, en particular la primera cadena de descifrado/cifrado de doble nivel descendente 204 de los datos de telemetría, recuperados desde al menos un satélite itinerante hacia la estación o estaciones terrestres de destino, en este caso los satélites itinerantes 4 y 6.
La plataforma de retransmisión de comunicaciones 252 incluye también una segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente 254 de los datos de control remoto del satélite o de los satélites de observación itinerantes, en este caso los satélites de observación 4, 6, recibidos a través de la tercera interfaz de recepción 142 del cuarto enlace dedicado de control remoto protegido 152 procedente del primer centro de control terrestre 46.
La segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente 254 de los datos de control remoto del satélite o de los satélites de observación itinerantes, está configurada:
-- para cada satélite de observación itinerante de destino 4, 6, y los correspondientes datos de control remoto de dicho satélite, descifrar en un primer nivel ascendente los datos de control remoto, transmitidos por el primer centro de control terrestre 46 en el tercer enlace 152 y demodulados por la tercera interfaz 142, utilizando una clave activa para descifrar los datos de control remoto del primer nivel ascendente, asociado con dicho satélite de observación y un índice de clave activa para el cifrado/descifrado de los datos de control remoto de primer nivel ascendente, dicho índice de clave activa para el cifrado/descifrado de los datos de control remoto que se transmiten junto con los datos de control remoto cifrados por el primer centro de control terrestre 46 y que están asociados de forma única con el satélite itinerante y dicha clave de descifrado activa; después
-- para cada satélite de observación itinerante de destino 4, 6, y los datos de control remoto descifrados destinados a él, cifrar en un segundo nivel ascendente los datos de control remoto descifrados en el primer nivel ascendente utilizando una clave de cifrado activa para los datos de control remoto del segundo nivel ascendente, estando la clave de cifrado para cifrar los datos de control remoto de segundo nivel ascendente asociada con el satélite de observación de destino, y adjuntar a dichos datos cifrados de control remoto de segundo nivel ascendente un índice de clave activa para descifrar los datos de control remoto asociados de manera exclusiva con dicho satélite de observación y dicha clave activa de cifrado de segundo nivel ascendente.
Cabe señalar que los conjuntos de claves de descifrado y cifrado, respectivamente del primer y segundo nivel ascendente, se cargan previamente en el medio de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente 254 a través de la tercera interfaz de recepción 142 del tercer enlace 152 dedicado de control remoto protegido procedente del primer centro de control terrestre 46. La activación de las claves se realiza a través de los índices de claves contenidos en los controles remotos.
Según la figura 4, la plataforma de retransmisión de comunicaciones 252 también incluye una cuarta interfaz de transmisión 256, configurada para modular los datos de control remoto de al menos un satélite(s) de observación itinerante, y transmitir dichos datos de control remoto modulados a través de una cuarta antena de transmisión 258 en un cuarto enlace espacial ascendente inalámbrico 260 que conecta directamente la plataforma de retransmisión 252 con el(los) satélite(s) de observación itinerantes 4 y 6.
La segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente 254 de los datos de control remoto del satélite o de los satélites de observación 4, 6 incluye un cuarto módulo 262 para gestionar las claves de cifrado/descifrado de doble nivel ascendente, un quinto módulo 264 para descifrar los datos de control remoto en un primer nivel ascendente, transmitidos en el tercer enlace 152 y demodulados por la tercera interfaz 142, y un sexto módulo 266 para cifrar en un segundo nivel ascendente los datos de control remoto descifrados en el primer nivel ascendente.
El cuarto módulo 262 de gestión de claves de cifrado/descifrado de doble nivel ascendente de los datos de control remoto del/los satélite/s itinerantes está configurado para:
-- recibir inicialmente un tercer conjunto de uno o más juegos de claves de descifrado de control remoto de primer nivel ascendente, y
-- recibir inicialmente un cuarto conjunto de uno o más juegos de claves de cifrado de control remoto de segundo nivel ascendente.
Preferentemente, el tercer conjunto contiene un solo juego de claves de descifrado de los controles remotos de primer nivel ascendente, de modo que el cifrado del tercer enlace 152 de plataforma de retransmisión terrestre es independiente de los satélites de observación y es a nivel de plataforma de retransmisión que se particulariza el cifrado por satélite. Así, la protección del primer enlace ascendente es más fácil de implementar y más robusto.
Alternativamente, el tercer conjunto contiene varios juegos de claves de descifrado de controles remotos de primer nivel ascendente. En este caso, cada juego de claves de descifrado de control remoto en relación con primer nivel ascendente se asocia preferentemente a un satélite de observación itinerante de destino, y cada clave de descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente de cada juego coincide y se identifica de manera única por un índice de claves de cifrado/descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente.
Cada juego de claves de cifrado de control remoto para el segundo nivel ascendente está asociado con un satélite de observación itinerante de destino, y cada clave de cifrado de datos de control remoto en el segundo nivel ascendente de cada juego se corresponde y se identifica de manera única por un índice de claves de cifrado/descifrado en el segundo nivel ascendente.
El cuarto módulo 262 para gestionar las claves de cifrado/descifrado de doble nivel ascendente para los datos de control remoto del satélite o de los satélites itinerantes está configurado para ejecutar, al recibir a través de la tercera interfaz 152 de los controles remotos dedicados protegidos y enviados por el primer centro de control terrestre 46, cambios en algunas o todas las claves de descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente y/o claves de cifrado de datos de control remoto en el segundo nivel ascendente.
Los módulos quinto y sexto 264, 266 están conectados al cuarto módulo 262 mediante enlaces bidireccionales y están configurados para buscar allí respectivamente la clave de descifrado activa de primer nivel ascendente y la clave de cifrado activa de segundo nivel ascendente según los dos índices correspondientes de claves activas de cifrado/descifrado activa recibidos previamente por control remoto.
Son posibles varios modos de gestión de la memoria 106.
Según un primer modo preferido de gestión de la memoria 106, los datos cifrados, recuperados desde los satélites de observación 4, 6, se almacenan cifrados en la memoria 106, luego se descifran y cifran antes de ser enviados a las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16.
Según un segundo modo de gestión de la memoria 106, los datos cifrados, recuperados desde los satélites de observación 4, 6, se descifran primero, luego se almacenan descifrados en la memoria 106, y luego se cifran antes de ser enviados a las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16.
Según un tercer modo de gestión de la memoria 106, los datos cifrados, recuperados desde los satélites de observación 4, 6, son sucesivamente descifrados y almacenados descifrados en la memoria 106, luego sucesivamente cifrados en el segundo nivel descendente y almacenados cifrados en la memoria 106 antes de ser enviados a las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16.
En todos los casos, los datos de control remoto, descifrados en el primer nivel ascendente de uno o más satélites itinerantes, contienen los índices asociados con la(s) clave(s) de cifrado de los datos de telemetría de primer nivel descendente y los índices asociados con las claves de cifrado/descifrado de segundo nivel ascendente.
Sólo cuando las claves se actualizan, los datos de control remoto, descifrados en el primer nivel ascendente asociados con un satélite de observación itinerante, contienen las claves de cifrado de los datos de telemetría del primer enlace espacial descendente y las claves de descifrado de los datos de control remoto del cuarto enlace espacial ascendente.
Como variante y de manera especial, una tercera forma de realización de la plataforma de retransmisión se deriva de la primera forma de realización 302. Esta tercera forma de realización de la plataforma de retransmisión incluye la primera cadena de descifrado/cifrado de doble nivel descendente 204 de los datos de telemetría descritos en la figura 3, pero no tiene una segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente de los datos de control remoto de los satélites de observación itinerantes.
Así, el uso de una plataforma de retransmisión de comunicaciones, a bordo de una aeronave, incluye drones, globos dirigibles estratosféricos y aviones, es capaz de proporcionar una solución específica para proteger los datos de observación, mediante la inclusión de funciones de enrutamiento y de gestión del cifrado/descifrado de datos, utilizadas por los diversos satélites de observación itinerantes y las estaciones terrestres de destino, mediante la inclusión de funciones de gestión de claves de cifrado y/o descifrado y de descifrado/cifrado a bordo de la plataforma de retransmisión
Así, las funciones de seguridad incorporadas en una plataforma de retransmisión de comunicaciones simplifican la gestión de la protección de la transmisión cuando se utilizan constelaciones de múltiples satélites y/o múltiples estaciones terrestres de destino.
Las funciones de protección relativas a la gestión de claves, el descifrado/cifrado de datos de telemetría de los satélites itinerantes y los controles remotos de los satélites itinerantes, si los hay, permiten :
-- la simplificación de la gestión de las claves de los satélites, transfiriendo la complejidad de la gestión de los satélites itinerantes hacia la aeronave y de la gestión de los enlaces satélite/tierra a los enlaces del segmento de control tierra-dron;
-- la gestión desde la plataforma de retransmisión de la protección de varios satélites de observación itinerantes,
-- la gestión a bordo de la plataforma de retransmisión de la distribución de los datos de un mismo satélite, codificados en decenso con una sola clave, a varios usuarios con claves distintas.
Según la Figura 5 y una arquitectura 302 de comunicaciones del sistema de observación 2 en la Figura 1, el sistema de comunicaciones 302 del sistema de observación utiliza una plataforma de retransmisión 252 según el segundo modo de realización de la Figura 4, que integra en alto grado las funciones de protección de los datos de telemetría y control remoto de los satélites de observación 4, 6.
En esta arquitectura, el enlace descendente de telemetría protegida desde los satélites de observación hasta las estaciones locales de destino 12, 14, 16 tiene lugar a través de enlaces de doble nivel que combinan, opcionalmente, un enlace descendente de telemetría de primer nivel 122-1 o 122-2 y un enlace descendente de telemetría de segundo nivel tomado entre los enlaces 110-1, 110-2 y 110-3.
En esta arquitectura, el ascenso protegido de control remoto de los satélites de observación desde el primer centro de control terrestre 46 hasta los satélites de observación 4, 6 tiene lugar a través de la plataforma de retransmisión 252 mediante enlaces de doble nivel que combinan, opcionalmente, el primer enlace ascendente 152 de primer nivel y un enlace 260-1 o 260-2 de doble enlace ascendente de control remoto de segundo nivel.
De acuerdo con la Figura 6 y una variante 312 del sistema de observación espacial 2 de la Figura 1, el sistema de observación espacial 312 tiene los mismos elementos que el sistema de observación espacial y comprende además:
-- al menos una estación terrestre "remota o a distancia", 318, 320 de destino y recepción de datos de observación, transmitidos a gran velocidad por el al menos un satélite de observación 4, 6,
-- un satélite geoestacionario 342 de comunicaciones, que sirve como retransmisor de retransmisión de datos de observación entre el al menos un satélite(s) de observación itinerante 4, 6 y la al menos una estación(es) terrestre(s) de destino y recepción "remotas y distantes" 318, 320.
Las estaciones terrestres de destino remotas y distantes 318, 320 no son ópticamente visibles desde la plataforma de retransmisión 332 debido a su alejamiento de las estaciones terrestres de destino locales 12, 14, 16, a la altitud de sobrevuelo de las aeronaves y la redondez de la Tierra, pero son óptica y radioeléctricamente visibles desde el satélite geoestacionario 342. Estas estaciones terrestres de destino 318, 320, denominadas "remotas o distantes", y accesibles directamente desde el satélite geoestacionario 342, forman un segundo grupo "remoto" de estaciones terrestres de destino, denominadas "remotas o distantes".
Las estaciones terrestres de destino 318, 320 incluyen las mismas funciones que las estaciones terrestres de destino locales 12, 14, 16, incluyendo el descifrado con las claves asociadas e índices específicos de las mismas.
Cabe señalar que, además, la gestión de la protección, es decir, la carga de las claves y la transmisión de los índices de claves activas, es idéntica para todas las estaciones 12, 14, 18, 318, 320.
De las estaciones terrestres de destino remotas y distantes 318, 320, al menos una estación terrestre de destino remota, por ejemplo la estación terrestre 320, puede actuar como estación terrestre de desviación, configurada para recibir datos de telemetría destinados a una estación terrestre de destino local cuando el enlace local correspondiente no esté disponible, y para retransmitir dichos datos de telemetría a un destino deseado.
El sistema espacial de observación 312 difiere del sistema espacial de observación 2 en que la plataforma de retransmisión 32 es reemplazada por una plataforma de retransmisión 332 con las mismas funciones que dicha plataforma 32 y funciones adicionales.
Como se muestra en la figura 7, la plataforma de retransmisión 332 está configurada para servir como el primer retransmisor para la transmisión de alta velocidad de datos espaciales de observación o telemetría entre uno o más satélites de observación itinerantes no geoestacionarios, en este caso los satélites itinerantes de observación 4 y 6, y al menos una estación terrestre de destino y recepción de dichos datos, en este caso las estaciones terrestres de destino 12, 14, 16, 318, 320, teniendo lugar la transmisión en una o más ventanas de visibilidad predeterminadas del o de los satélites de observación itinerantes 4, 6 respecto la aeronave 34.
La plataforma de retransmisión 332 comprende una quinta interfaz de transmisión 362 y una quinta antena de transmisión 364.
La quinta interfaz de transmisión 362 está configurada para modular los datos de observación o telemetría almacenados en la memoria 106, y transmitir dichos datos de telemetría modulados en una quinta banda óptica o de radiofrecuencia, a través de la quinta antena transmisora 364 en un quinto enlace espacial ascendente inalámbrico 372 "offset", conectando directamente la plataforma de retransmisión 332 al satélite geoestacionario 342, formando dicho satélite geoestacionario 342 un segundo retransmisor de comunicación de los datos de telemetría de los satélites de observación 4, 6.
La plataforma de retransmisión de comunicaciones 332 está configurada para recibir un comando de conmutación 376 de datos cifrados antes de enviarlos a tierra, el comando es generado y transmitido por la primera estación de control 46.
En un modo nominal en el que la transmisión en el segundo enlace descendente local 128 permite el paso de una velocidad de datos suficiente, se activa la segunda interfaz 108 y los datos de telemetría de observación se encaminan desde la memoria 106 a dicha segunda interfaz 108 y a las estaciones receptoras locales.
En un modo de regulación o emergencia en el que la transmisión en el segundo enlace descendente local 128 no permite el paso de una velocidad de datos suficiente, después de enviar por la primera estación de control 46 y recibir por la plataforma de retransmisión 332 un comando de conmutación 376 de modo de emergencia, se activa la quinta interfaz 262 y los datos de telemetría de observación se conmutan por la memoria 106 a dicha quinta interfaz 362 y a las estaciones receptoras remotas y distantes 318, 320. El cambio del modo de emergencia al modo nominal se realiza mediante el envío de la primera estación de control 46 y la recepción por parte de la plataforma de retransmisión 332 de una orden de conmutación 376 del modo nominal.
Según la Figura 8 y una primera arquitectura de comunicaciones 402 del sistema de observación 312 de la Figura 6, el sistema de comunicaciones 402 del sistema de observación 312 utiliza una versión 332-1 de la plataforma de retransmisión 332 que integra en alto grado las funciones de seguridad de datos de telemetría y control remoto de los satélites de observación 4, 6 como la plataforma de retransmisión 252 de la Figura 4.
En esta arquitectura, el descenso de la telemetría protegida desde los satélites de observación hasta las estaciones locales de destino 12, 14, 16 tiene lugar nominalmente debajo de la plataforma de retransmisión 332-1 a través de enlaces de doble nivel que combinan, opcionalmente, un enlace descendente de telemetría de primer nivel 122-1 o 122-2 y un enlace descendente de telemetría de segundo nivel tomado entre los enlaces 110-1, 110-2 y 110-3.
En el modo de emergencia, el descenso de la telemetría cifrada desde, por ejemplo, el satélite de observación itinerante 6, hasta la estación terrestre de destino local 12 tiene lugar a través de la sucesión de enlaces cifrados 122­ 2, 132, de un enlace 404 entre el satélite geoestacionario 342 y la estación terrestre remota de desviación 20, de un primer enlace de recuperación 406 entre la estación terrestre remota de desviación 20 y el centro de control terrestre 46 y de un segundo enlace de recuperación 408-2 entre el centro de control terrestre 46 y la estación terrestre de destino 12, siendo el cifrado de segundo nivel de la telemetría comunicado de forma transparente en la estación terrestre de destino local 12.
Cabe señalar que el modo de emergencia a través de los satélites geoestacionarios es aplicable a las estaciones terrestres fuera de la línea de visión de la plataforma de retransmisión, como las estaciones terrestres 318, 320, pero también puede aplicarse a cualquier estación en la línea de visión del satélite sin que esta elección se vea limitada por las condiciones ambientales.
En modo nominal, el descenso de la telemetría protegido de satélites de observación a estaciones de destino remotas 318, 320, tiene lugar mediante un enlace de cifrado de doble nivel que combina, opcionalmente, un enlace descendente de telemetría de primer nivel 122-1 o 122-2 y un enlace descendente de telemetría cifrado en el segundo nivel tomado de un primer enlace compuesto que incluye los enlaces 132 y 404 y un segundo enlace compuesto 414 que incluye el enlace 132 y un segundo enlace entre el satélite geoestacionario 42 y la estación terrestre distante de destino 18.
En esta arquitectura, el ascenso de control remoto protegido de los satélites de observación desde el centro de control terrestre 46 hasta los satélites de observación 4, 6 tiene lugar a través de la plataforma de retransmisión 332-1 mediante enlaces de doble nivel que combinan, opcionalmente, el primer enlace ascendente de primer nivel 152 y un enlace 260-1 o 260-2 del doble enlace ascendente de control remoto de segundo nivel.
Según la Figura 9 y una segunda arquitectura de comunicaciones 432 del sistema de observación 312 de la Figura 6, el sistema de comunicaciones 432 utiliza una versión 332-2 de la plataforma de retransmisión 332, que integra sólo la protección de las mediciones de telemetría de los satélites de observación itinerantes como la plataforma de retransmisión 202 de la Figura 3 y sirve sólo como un retransmisor transparente para la protección de los datos de control remoto de los satélites de observación 4 y 6.
La segunda arquitectura de comunicaciones 432 tiene los mismos elementos de enlace y de protección de datos de telemetría que la primera arquitectura de comunicaciones 402.
La segunda arquitectura de comunicaciones 432 difiere de la primera arquitectura de comunicaciones 402 en que el ascenso de control remoto protegido de los satélites de observación desde el centro de control terrestre 46 a los satélites de observación 4, 6 tiene lugar, primero a través del satélite geoestacionario mediante un enlace ascendente 452 entre el centro de control terrestre 46 y el satélite geoestacionario 342 y un enlace descendente 454 entre el satélite geoestacionario 454 y la plataforma de retransmisión 332-2, luego a través de la plataforma de retransmisión 332-2 y a través del enlace ascendente 260-1 o el enlace ascendente 260-2 al correspondiente satélite de observación 4 ó 6.
Los datos de control remoto de los satélites de observación se cifran en el primer centro de control terrestre 46 y este cifrado de datos se comunica de forma transparente a través del satélite geoestacionario 342 y la plataforma de retransmisión 332-2 en los satélites de observación 4 y 6.
Según la Figura 10 y una tercera arquitectura de comunicaciones 462 del sistema de observación 312 de la Figura 6, el sistema de comunicaciones 462 utiliza una versión 332-3 de la plataforma de retransmisión 332 que integra sólo la protección de telemetría de los satélites de observación itinerantes, como la plataforma de retransmisión 202 de la Figura 3, y no participa en la transmisión de datos de control remoto desde el primer centro de control terrestre 46 o desde el segundo centro de control de satélites 48 a los satélites de observación itinerantes 4, 6.
La tercera arquitectura de comunicaciones 462 difiere de la primera y segunda arquitecturas de comunicaciones 402, 432 en que el ascenso de control remoto protegido de los satélites de observación 4, 6 desde el primer centro de control terrestre 46 o desde el segundo centro de control de satélites 48 a los satélites de observación 4, 6 tiene lugar directamente, a través de un enlace ascendente espacial de control remoto 4801 o 480-2 dedicado, entre el centro de control terrestre 46 y el correspondiente satélite de observación 4 o 6.
En general, la aplicación de un método para proteger los datos de telemetría de observación y los controles remotos de los satélites de observación por el sistema de observación de la Fig. 1 utilizando la plataforma de la Fig. 6 comprende una etapa de carga de conjuntos de claves de cifrado/descifrado realizada durante una fase de inicialización o renovación de claves, y una etapa de transmisión de los índices de las claves activas.
El doble nivel de cifrado, entre los satélites de observación y la plataforma de retransmisión por un lado, y entre la plataforma de retransmisión y las estaciones terrestres de destino por otro lado, permite elegir entre:
-- combinar o redistribuir los datos de telemetría entre los satélites de observación y las estaciones terrestres de destino, siendo todas las combinaciones posibles a priori, estando cada enlace individual específicamente cifrado.
-- gestionar a bordo de la plataforma la asignación de datos ascendentes (planes de misión) a los diversos satélites de observación, lo que reduce la complejidad de las transmisiones de la plataforma de retransmisión y su protección
-gestionar a bordo de la plataforma de retransmisión la asignación de los datos de telemetría descendentes desde los satélites de observación a los diversos terminales de recepción en tierra, mediante una asignación matricial de esos datos, pudiendo transmitirse todos o parte de los datos del satélite j a una estación terrestre de destino k. Esto permite una total modularidad en la difusión de datos de telemetría, combinada con la protección de esta difusión.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Plataforma de retransmisión de comunicaciones de un sistema de observación espacial, configurada para ser embarcada a bordo de una aeronave (34) que vuela sobre las nubes, y configurada para servir de retransmisor a gran altitud para la transmisión a gran velocidad de datos espaciales de observación, conocida como telemetría, entre al menos un satélite de observación (4, 6) itinerante no geoestacionario y al menos una estación terrestre (12, 14, 16) para recibir dichos datos, pudiendo tener lugar la transmisión desde el o los satélite(s) de observación el retransmisor a gran altitud dentro de una o más ventanas de visibilidad predeterminadas del satélite o de los satélites de observación (4, 6) que se desplaza(n) con relación a la aeronave (34), y pudiendo tener lugar la transmisión de datos de la aeronave al suelo permanentemente,
comprendiendo la plataforma de retransmisión
una primera antena receptora (102), configurada para recibir en una primera banda óptica o de radiofrecuencia los datos de observación, transmitidos por un primer enlace espacial inalámbrico descendente (122), que conecta al menos un satélite de observación itinerante a la plataforma de retransmisión, y
una primera interfaz de recepción (104), conectada a la primera antena receptora (102) y configurada para demodular los datos recibidos por la primera antena y guardarlos en una memoria (106), y
una segunda interfaz de transmisión (108), configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria (106), y transmitir en una segunda banda de radiofrecuencia dichos datos modulados a través de una segunda antena transmisora (110) en un segundo enlace aéreo inalámbrico descendente (128) que conecta directamente la plataforma de retransmisión con al menos una estación terrestre de destino (12, 14, 16), y estando la plataforma de retransmisión caracteriza porque comprende
una primera cadena de descifrado/cifrado (204)con doble nivel descendente, de los datos de telemetría recuperados desde al menos un satélite de observación (4, 6) que se desplaza hacia la estación o estaciones terrestre(s) de destino (12, 14, 16).
2. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según la reivindicación 1, en la que
la primera banda de frecuencias del primer enlace espacial inalámbrico descendente (122) es una banda óptica o de radiofrecuencia, y/o
la segunda banda de frecuencias del segundo enlace aéreo descendente (128) es una banda óptica o de radiofrecuencia.
3. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que comprende además:
una tercera interfaz de recepción (142), configurada para demodular los datos de control remoto protegidos de la plataforma de retransmisión y/o del satélite o de los satélites de observación itinerantes, elaborados y transmitidos en un tercer enlace dedicado (152) por un centro de control terrestre (46) del sistema de observación espacial.
4. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la primera cadena de descifrado/cifrado (204) descendente de doble nivel (204) está configurada:
-- para cada satélite de observación itinerante (4, 6) y los correspondientes datos de telemetría recibidos, descifrar en un primer nivel descendente dichos datos de telemetría, cifrados y transmitidos por dicho satélite de observación itinerante en el primer enlace espacial descendente (122) y demodulados por la primera interfaz (104), utilizando claves activas de descifrado de datos de telemetría del primer nivel descendente, asociado con dicho satélite itinerante y los indicios de claves activas de cifrado/descifrado para el cifrado/descifrado de los datos de telemetría del primer nivel descendente, siendo dichos indicios de claves activas de cifrado/descifrado transmitidas junto con dichos datos de telemetría cifrados y que están asociados de manera única con dicho satélite de observación itinerante y con dichas claves activas de descifrado del primer nivel descendente; a continuación
-- para cada estación terrestre de destino (12, 14, 16) y los correspondientes datos de telemetría destinados a ellas, descifrados en el primer nivel descendente y procedentes de uno o más satélites de observación (4, 6), cifrar en un segundo nivel descendente los datos de telemetría descifrados en el primer nivel descendente utilizando una clave activa de cifrado de los datos de telemetría del segundo nivel descendente, asociado con dicha estación terrestre de destino, y adjuntar a dichos datos cifrados de segundo nivel descendente un índice de clave activa de cifrado/descifrado de datos de telemetría de segundo nivel descendente asociado únicamente con dicha estación terrestre de destino y dicha clave activa de cifrado de segundo nivel descendente.
5. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según la reivindicación 4, en la que
la primera cadena de descifrado/cifrado con doble nivel descendente (204) de datos de telemetría, recuperados desde el satélite o los satélites (4, 6) itinerantes (4, 6) hacia la estación o estaciones terrestres de destino, comprende un primer módulo (212) para gestionar las claves de cifrado/descifrado del doble nivel descendente, un segundo módulo (214) para descifrar en un primer nivel descendente los datos de telemetría transmitidos por el primer enlace espacial descendente (122) y demodulados por la primera interfaz (104), y un tercer módulo (216) para cifrar en un segundo nivel descendente los datos de telemetría descifrados en el primer nivel descendente; y
el primer módulo (212) para gestionar las claves para el cifrado/descifrado con doble nivel descendente de los datos de telemetría está configurado para
-- recibir inicialmente un primer conjunto de uno o más conjuntos de claves de descifrado de datos de telemetría de primer nivel descendente; y
-- recibir inicialmente un segundo conjunto de uno o más conjuntos de claves de cifrado de datos de telemetría de segundo nivel descendente; y
cada conjunto de claves de descifrado de datos de telemetría relativos al primer nivel descendente se asocia con un satélite de observación itinerante, y cada clave de descifrado de datos de telemetría en el primer nivel descendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única con un índice de clave de cifrado/descifrado del primer nivel descendente; y
cada conjunto de claves de cifrado de datos de telemetría relativos al segundo nivel descendente se asocia con una estación terrestre de destino, y cada clave de cifrado de datos de telemetría de segundo nivel descendente de cada conjunto se corresponde y se identifica de manera única con un índice de clave de cifrado/descifrado de segundo nivel descendente.
6. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según la reivindicación 5, en la que
el primer módulo (212) para gestionar las claves de cifrado/descifrado del doble nivel descendente de los datos de telemetría está configurado para realizar, al recibir a través de la tercera interfaz de controles remotos dedicados y seguros enviados desde el centro de control terrestre, cambios en algunas o todas las claves de descifrado de los datos de telemetría en el primer nivel descendente y/o claves de cifrado de los datos de telemetría en el segundo nivel descendente.
7. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en la que la primera antena receptora (102), la primera interfaz de recepción (104) y la memoria (106) están configuradas para recibir, demodular y almacenar por separado los datos de telemetría, codificados en el primer nivel descendente y transmitidos desde al menos dos satélites de observación itinerantes no geoestacionario en el primer enlace espacial descendente (122), y/o
la segunda antena transmisora (110), la segunda interfaz de transmisión (108), están configuradas para modular y transmitir por separado los datos de telemetría cifrados en el segundo nivel descendente a al menos una estación terrestre de destino en el segundo enlace aéreo descendente inalámbrico (128); y
la primera cadena de descifrado/cifrado de doble nivel descendente (204) de los datos de telemetría, recuperados desde uno o más satélites itinerantes (4, 6) a una o más estaciones terrestres de destino (12, 14, 16), comprende un asignador matricial (224) de los datos de telemetría descifrados, recibidos del mismo satélite de observación itinerante, en diferentes estaciones terrestres de destino, según una tabla de asignación (226) cargada por controles remotos, estando el asignador matricial (224) conectado en serie entre el segundo módulo de descifrado (214) y el tercer módulo de cifrado (216).
8. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que además comprende
una segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente (254) de los datos de control remoto del satélite o satélites de observación itinerantes recibidos a través de la tercera interfaz de recepción (142) del tercer enlace de control remoto seguro dedicado (152) desde el centro de control terrestre (46).
9. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según la reivindicación 8, en la que
la segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente (254) de los datos de control remoto del satélite o los satélites de observación itinerantes (4, 6) está configurada:
-- para cada satélite de observación itinerante de destino (4, 6) y los correspondientes datos de control remoto de dicho satélite, descifrar en un primer nivel ascendente los datos de control remoto, transmitidos por el centro de control terrestre (46) en el tercer enlace (152) y demodulados por la tercera interfaz (142), utilizando una clave activa para descifrar los datos de control remoto del primer nivel ascendente, asociado con dicho satélite de observación y un índice de clave activa de cifrado/descifrado de los datos de control remoto de primer nivel ascendente, siendo transmitido dicho número de clave activa de cifrado/descifrado de los datos de control remoto junto con los datos de control remoto cifrados por el centro de control terrestre (46) y que están asociados de manera única con el satélite itinerante y dicha clave de descifrado de primer nivel ascendente; a continuación
-- para cada satélite de observación itinerante de destino (4, 6) y los datos de control remoto descifrados destinados a él, cifrar en un segundo nivel ascendente los datos de control remoto descifrados en el primer nivel ascendente mediante una clave de cifrado activa de los datos de control remoto del segundo nivel de enlace ascendente, estando asociada la clave activa de cifrado de los datos de control remoto de segundo nivel ascendente con el satélite de observación de destino, y adjuntar a dichos datos de control remoto de segundo nivel ascendente, un índice de clave activa de cifrado/descifrado de control remoto asociado únicamente con dicho satélite de observación y dicha clave activa de cifrado de segundo nivel ascendente.
10. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según la reivindicación 9, que comprende además
una cuarta interfaz de transmisión (256), configurada para modular los datos de control remoto de al menos un satélite de observación itinerante (4, 6), y transmitir dichos datos de control remoto modulados a través de una cuarta antena de transmisión (258) en un cuarto enlace espacial de enlace ascendente inalámbrico (260) que conecta directamente la plataforma de retransmisión con el o los satélites de observación itinerantes (4, 6);
y en la que la segunda cadena de descifrado/cifrado de doble nivel ascendente (254) de los datos de control remoto del satélite o los satélites de observación itinerantes comprende un cuarto módulo de gestión de las claves de cifrado/descifrado de doble nivel ascendente (262), un quinto módulo (264) para descifrar, en un primer nivel ascendente, los datos de control remoto transmitidos por el tercer enlace (152) y demodulados por la tercera interfaz (142), y un sexto módulo (266) para cifrar, en un segundo nivel ascendente, los datos de control remoto descifrados en el primer nivel ascendente; y
el cuarto módulo (262) para gestionar las claves de cifrado/descifrado de doble nivel ascendente de los datos de control remoto del satélite o los satélites itinerantes está configurado además para
-- recibir inicialmente un tercer conjunto de uno o más juegos de claves de descifrado de control remoto de primer nivel ascendente,
-- recibir inicialmente un cuarto conjunto de uno o más juegos de claves de cifrado de control remoto de segundo nivel ascendente; y
cada juego de claves de descifrado de control remoto relativos al primer nivel ascendente está asociado con un satélite de observación itinerante, y cada clave de descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente de cada juego se corresponde y se identifica de manera única con un índice de clave de cifrado/descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente;
cada conjunto de claves de cifrado de datos de control remoto relativos al segundo nivel ascendente está asociado con un satélite de observación itinerante de destino, cada clave de cifrado de datos de control remoto en el segundo nivel ascendente de cada juego se corresponde y se identifica de manera única con un índice de clave de cifrado/descifrado en el segundo nivel ascendente.
11. Plataforma de retransmisión de comunicaciones según la reivindicación 10, en la que
el cuarto módulo de gestión de claves (262) para el cifrado/descifrado de doble nivel de los datos de control remoto del satélite o los satélites itinerantes está configurado para ejecutar, tras la recepción a través de la tercera interfaz (142) de los controles remotos dedicados, seguros y enviados por el centro de control terrestre (46), cambios en algunas o todas las claves de descifrado de datos de control remoto en el primer nivel ascendente y/o claves de cifrado de datos de control remoto en el segundo nivel ascendente.
12. Una plataforma de retransmisión de comunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que además comprende
una quinta interfaz de transmisión (362), configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria (106), y transmitir en una quinta banda óptica o de radiofrecuencia dichos datos modulados por medio de una quinta antena de transmisión (364) a través de un quinto enlace espacial ascendente inalámbrico (372) que conecta directamente la plataforma de retransmisión a un satélite geoestacionario (342),
estando la memoria (106) configurada para encaminar, de manera controlada desde el suelo mediante el envío de un comando dedicado (376), los datos de telemetría en la quinta interfaz de transmisión (362), en lugar de la segunda interfaz de transmisión (108) tomada como puerto de destino en un modo nominal.
13. Sistema espacial que comprende al menos un satélite o satélites de observación itinerantes no geoestacionarios (4, 6), al menos una estación o estaciones terrestres de destino (12, 14, 16) para recibir los datos de observación transmitidos a gran velocidad por el al menos un satélite de observación (4, 6), una aeronave (34) que vuele a una altitud elevada que exceda la de las nubes, y una plataforma de retransmisión de comunicaciones (32) a bordo de la aeronave (34) y sirve de retransmisor de transmisión de los datos de observación o telemetría entre al menos un satélite de observación (4, 6) y las al menos dos estaciones terrestres de destino (12, 14, 16) y de recepción de los datos, en el que
la plataforma de retransmisión de comunicaciones (32) está definida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, y
la aeronave (34) está comprendida en el conjunto formado por drones, globos dirigibles estratosféricos o aviones.
14. Sistema espacial según la reivindicación 13, que comprende además un satélite geoestacionario (342) y al menos una estación terrestre remota y desplazada (320) conectada a dicho satélite geoestacionario (342) por un enlace espacial descendente geoestacionario, y en el que
la plataforma de retransmisión (332) tiene una quinta interfaz de transmisión (362), configurada para modular los datos de observación almacenados en la memoria (106), y transmitir en una quinta banda óptica o de radiofrecuencia dichos datos modulados a través de una quinta antena transmisora (364) en un quinto enlace espacial ascendente inalámbrico (372) que conecta directamente la plataforma de retransmisión con un satélite geoestacionario (342),
estando la memoria (106) configurada para encaminar, de manera controlada desde el suelo mediante el envío de un comando dedicado (376), los datos de telemetría en la quinta interfaz de transmisión (362) en lugar de la segunda interfaz de transmisión (108) tomada como puerto de destino en un modo nominal.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11001379B2 (en) * 2016-10-17 2021-05-11 Robert Matthew Panas Airborne data farming
US10728221B2 (en) * 2017-03-06 2020-07-28 The Boeing Company Hosted payload operations
FR3087065B1 (fr) * 2018-10-04 2021-11-12 Thales Sa Systeme de traitement et d'observation pour la mise en oeuvre de l'observation de la terre, architecture d'observation et procede d'observation associes
CN109873658B (zh) * 2019-01-31 2020-11-03 上海微小卫星工程中心 一种天地一体化测控系统
EP4604419A3 (en) * 2019-10-17 2025-11-05 Thales High rate payload management between the ground segment and a satellite
US11621946B2 (en) * 2019-11-26 2023-04-04 The Boeing Company Method and system for secure sharing of aerial or space resources using multilayer encryption and hosted payloads
FR3105673B1 (fr) * 2019-12-20 2022-08-05 Thales Sa Systeme spatial de transmission de donnees par voie optique en espace libre fso dans le domaine de longueur d'onde infrarouge
CN111245471B (zh) * 2020-04-03 2024-03-01 山西科泰航天防务技术股份有限公司 一种多目标实时遥测方法及系统
CN111698021B (zh) * 2020-04-30 2022-04-12 彩虹无人机科技有限公司 一种Ku和Ka双频卫通链路设备
FR3111205B1 (fr) * 2020-06-04 2023-03-17 Spaceable Procédé et système pour échanger des informations sécurisées entre un ou plusieurs satellites et une station d’émission et/ou de réception terrestre
CN114079500B (zh) * 2020-11-30 2024-12-13 中国电信集团卫星通信有限公司 基于高轨移动通信卫星的低轨航天器测控方法和系统
EP4027579B1 (en) * 2021-01-11 2023-07-12 The Boeing Company Spatial web of trust key initialization method for sensor platform array using directed close-field communication
CN112803991B (zh) * 2021-03-16 2021-10-15 中国人民解放军32039部队 靶场测控系统和方法
CN112994784B (zh) * 2021-04-26 2021-09-17 北京航天驭星科技有限公司 接收卫星遥测数据的方法、向卫星发送指令的方法
CN114389673B (zh) * 2021-07-13 2024-12-20 长光卫星技术股份有限公司 一种应用于低轨卫星的星载短报文遥控遥测传输系统
US12191977B2 (en) * 2021-09-14 2025-01-07 The Boeing Company Satellite operations with secure enclave for secure inband hosted payload operations
US12218741B2 (en) * 2021-12-08 2025-02-04 Microsoft Technology Licensing, Llc. Satellite communication with distributed ground stations using a multi-level queue
US12346595B2 (en) 2021-12-27 2025-07-01 Dell Products L.P. System and method for a local level data sharding analysis of information handling systems
US11728979B2 (en) * 2022-01-05 2023-08-15 Dell Products L.P. Method and system for performing telemetry services for composed information handling systems
US12223359B2 (en) 2022-01-05 2025-02-11 Dell Products L.P. Computational offloads for composed information handling systems
US12363203B2 (en) 2022-01-05 2025-07-15 Dell Products L.P. Method and system for managing telemetry services for composed information handling systems
US12223357B2 (en) 2022-01-05 2025-02-11 Dell Products L.P. Method and system for performing predictive compositions for composed information handling systems using telemetry data
US12187427B2 (en) * 2022-07-20 2025-01-07 Sony Group Corporation Retransmission of signals using aerial vehicles
CN115657638B (zh) * 2022-10-26 2024-09-06 中国科学院微小卫星创新研究院 多体制测控地面测试系统和测试装置
CN115776325B (zh) * 2022-11-07 2023-08-04 银河航天(成都)通信有限公司 一种应用于卫星系统的事件调度方法、装置及存储介质
CN116707623B (zh) * 2023-08-09 2023-09-29 银河航天(北京)通信技术有限公司 基于目标中继卫星传输数据的方法、装置及存储介质
CN117220752B (zh) * 2023-08-28 2024-05-28 中国电子信息产业集团有限公司第六研究所 一种星地数传链路安全传输系统及方法
US20250102702A1 (en) * 2023-09-27 2025-03-27 Aspect Aerospace LLC Space Weather Measurement Systems and Methods
CN118890082B (zh) * 2024-09-30 2025-01-14 深圳位置网科技有限公司 一种用于卫星网络中继的高空无人机系统及方法
CN119154939B (zh) * 2024-11-13 2025-02-14 上海穹窿科技有限公司 用于卫星互联网的卫星链路的调度方法和系统
CN120264271B (zh) * 2025-04-21 2025-11-18 天津天大海泰数安科技有限公司 卫星通信管理系统及电子设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6151308A (en) * 1996-12-30 2000-11-21 Motorola, Inc. Elevated communication hub and method of operation therefor
JP2000357986A (ja) 1999-06-16 2000-12-26 Mitsubishi Electric Corp 無線システム
KR100878646B1 (ko) 2000-04-10 2009-01-15 에어로바이론먼트 인크 통신 시스템
JP4667364B2 (ja) 2003-01-28 2011-04-13 ザ・ボーイング・カンパニー 衛星通信データのデジタル処理のためのシステムおよび方法
DE102008013357B4 (de) * 2008-03-10 2019-03-07 Thales Alenia Space Deutschland Gmbh Anordnung und Verfahren zur Flugsicherung und/oder Flugleitung von Luftfahrzeugen
US9052387B2 (en) * 2011-12-14 2015-06-09 Lonestar Inventions, L.P. Tamper resistant transponder with satellite link for airplane and ship safety
MY184651A (en) * 2014-01-20 2021-04-14 Pillay Venkateshwara A system for mapping and tracking ground targets
US10178535B2 (en) * 2014-08-19 2019-01-08 Aeryon Labs Inc. Secure system for emergency-mode operation, system monitoring and trusted access vehicle location and recovery
US9848433B2 (en) * 2014-10-27 2017-12-19 At&T Intellectual Property I, L.P. Hybrid air-to-ground and satellite system traffic management

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