QJ 3150-2002 地球观测卫星对遥感地面站技术要求.pdf

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1、 中华人民共和国航天行业标准FL 0130 QJ 31502002地球观测卫星对遥感地面站技术要求 Technical requirements for earth observation satellite to remote-sensing ground station 20030201实施 20021120发布 国防科学技术工业委员会 发 布 QJ 31502002 前言 本标准由中国航天科技集团公司提出。 本标准由中国航天标准化研究所归口。 本标准起草单位：中国航天科技集团公司五院五一部、中国资源卫星应用中心。 本标准主要起草人：唐治华、常际军、刘绍安。 I QJ 31502002 地

2、球观测卫星对遥感地面站技术要求 1 范围 本标准规定了传输型地球观测卫星对遥感地面站的技术要求。 本标准适用于地球资源卫星、传输型军事侦察卫星及极轨气象卫星对地面站的技术要求及地面 站的设计与建设。海洋观测及环境与灾害监测等传输型遥感卫星亦可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所 有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的 各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GJB 421A 卫星术语 GJB 1198 卫星测控和数据管理

3、GJB 2923 传输型照相侦察卫星数据接收和传输系统通用技术要求和测试方法 GJB 3832 成像侦察卫星地面站技术要求 3 术语和缩略语 3.1 GJB 421A确立的术语适用于本标准。 3.2 下列缩略语适用于本标准： APTautomatic picture transmission，自动图像传输； DCSdata collection system，数据收集系统； DPTdelay picture transmission，延时图像传输； G/Tgain to noise temperature，接收系统品质因素； HRPThigh resolution picture transm

4、ission，高分辨率图像传输； VSWRvoltage standing wave ratio，电压驻波比。 4 一般要求 4.1 星地信息系统 卫星与地面站信息系统构成及其信息流框图见图1。 卫星测控 数据收集平台 地球观测卫星 其它地面站（中、小和副站等） 遥感地面站（主站） 活动地面站 DCS接收站 图1 卫星与地面站信息系统构成及其信息流图 1 QJ 31502002 4.2 卫星对地面站功能要求 传输型地球观测卫星对地面站的功能要求如下： a） 完成对卫星的捕获跟踪、遥感数据接收解调及存储记录； b） 完成对遥感图像的实时快视监视； c） 完成对卫星有效载荷的业务测控。 4.3 遥

5、感地面站组成及其要求 4.3.1 卫星跟踪与数据接收 卫星跟踪与数据接收主要由天线馈源及伺服系统、微波通道、下变频器和中频解调接收机等设 备组成。应完成捕获并跟踪卫星、对接收射频信号进行放大、分路和下变频及解调。 4.3.2 数据处理、记录与图像快视 数据处理、记录与图像快视主要由格式同步器、数据存储器及快视等监视设备组成。应完成基 带信号码变换、数据流串并变换、同步信号提取以及格式化处理，对数据实时记录存储归档，实现 遥感图像的实时快视监视。 4.3.3 业务测控 业务测控主要由编码、调制、解调、变频放大和发射等设备组成。根据需要完成卫星有效载荷 的业务测控。 4.3.4 标校 标校主要由标

6、校塔、模拟信号源及测试设备等组成。应完成地面系统有线、无线测试，卫星与 地面站对接试验，指标标校等任务。 4.3.5 时统 时统由时统接收机、GPS或高稳时钟组成。应提供地面站所需的标准时间和标准频率。 4.3.6 通信 通信方式包括电话、传真、计算机网络、微波通信、专用数据线和卫星通信等手段。应完成地 面站与数据处理中心、卫星测控中心、多点分布的接收和发射网站等之间的业务和数据传输。 4.3.7 监控管理 用于对站内各系统和设备运行情况的监控。包括对站内各系统和设备工作状态的控制切换；对 地面站任务计划和工作流程实施管理；对系统硬软件资源、卫星运行状态、观测区域、运行管理、 工作日记、故障记

7、录及设备运行档案等数据库进行管理。 4.3.8 技术保障 提供站内全部设备所需的供配电和机房环境保障，以及站内设备测试、维护所需的各类仪器仪 表和工具。 4.4 兼容性和可扩展性 地面站应具备接收同类卫星的兼容能力，并且按需要应能扩展，使之具有接收国内外多颗卫星 遥感数据的能力。 4.5 环境适应性和可靠性 按GJB 2923的规定执行。 4.6 站址选择 地面站的站址应选择在符合电磁环境要求的地理位置，相应的天际线仰角应在5以下。 5 详细要求 5.1 概述 军事侦察及地球资源卫星和极轨气象卫星都属于传输型地球观测卫星，它们有相似之处，又有 区别。 2 QJ 31502002 5.2 军事侦

8、察及地球资源卫星地面站 5.2.1 功能 军事侦察及地球资源卫星数据接收站应完成的功能为： a） 天线、馈源及伺服控制分系统应完成对卫星的捕获和跟踪，具有接收和发射的双工功能； b） 把接收的射频信号进行放大和变频后送中频数据接收机； c） 数据接收机输出的原始信号送记录系统记录存储，或通过通信线路送至数据资料处理中 心，并送快视设备进行图像监视； d） 接收并解调卫星遥测下行信号，发射上行遥控指令，对有效载荷进行业务管理。 军事侦察及地球资源卫星地面站一般由天线、馈源及伺服控制、跟踪接收、遥控、遥测、数据 记录及处理等系统组成。其方框图见图2。 天线反射面馈源 跟踪、伺服 X 频段低噪声 放

9、大器 下变频器 数据解调器 数据记录处理传输 S 频段低噪声 放大器 下变频器 遥测解调器 遥测处理设备 S 频段大功率 放大器 上变频器 遥控调制器 遥控发端 图2 军事侦察及地球资源卫星地面站系统方框图 5.2.2 天线、馈源及伺服控制系统 天线、馈源及伺服控制系统应满足如下要求： a） 天线类型：一般采用为 X/S双频段抛物面式天线（具体要求按 GJB 3832 的规定）； b） 系统 G/T 值：一般应大于 33dB/K（X 频段），22dB/K（S 频段）； c） 极化方式：左旋或右旋圆极化； d） VSWR：1.3； e） 工作范围：0360（方位），0180（俯仰）； f） 运动

10、速度：0/s22/s（方位），0/s10/s（俯仰）； g） 运动加速度：0/s 2 10/s 2 （方位），0/s 2 10/s 2 （俯仰）； h） 稳态伺服误差：0.05； i） 天线座架类型：EL/AZ 或 X/Y，在 EL/AZ天线座架中应加倾斜机构以解决卫星过顶接收； j） 跟踪方式：自动跟踪/手动跟踪/程序跟踪。 5.2.3 微波下行通道 微波下行通道应满足如下要求： a） 工作频率：8000MHz9000MHz 2200MHz2290MHz； 3 QJ 31502002 b）带宽：X 频段 400MHz1000MHz（3dB）； S频段 100MHz（3dB）； c）变频输出：

11、720MHz 或 375MHz（图像）； 70MHz（遥测与跟踪）； d）捕获时间：0.3s（图像）； 0.5s 2s（遥测）； e）捕获带宽：800kHz（图像）； 200kHz（遥测）； f）工作模式：BPSK/QPSK（图像）； BP S K /P M（遥测）； g）码速率：QPSK 一般应为 50Mb/s300Mb/s（图像）； BP S K一般应为 5Mb/s50Mb/s（图像）； BP S K一般应大于 1kb/s（遥测）； h）误比特率：110 -6 （图像数据无压缩）； 110 -7 （图像数据有压缩）； 110 -5 （遥测数据）。 5.2.4 微波上行通道 微波上行通道应满

12、足如下要求： a） 输出频率：2025MHz2120MHz； b） 输出功率：01kW； c） 工作方式：BPSK/PM（遥控）； d） 调制指数：0.3rad1.5rad； e） 码型：NRZ-L，SP-L； f） 码速率：2kb/s4kb/s； g） 误比特率：110 -5 ； h） 指令构成：按 GJB 1198 规定执行； i） 指令加密：由专用技术条件规定。 5.2.5 数据接收处理 数据接收处理一般应满足如下要求： a） 卫星数据按照一定的格式进行编排，地面站接收的数据应作相应的格式同步等处理，具体 的格式编排要求按专用技术条件规定； b） 快视设备应具有适应正向和反向回放图像数据

13、的能力； c） 卫星遥感数据一般为 NRZ-L码，当采用别的码型时，地面站应进行相应的码变换等处理； d） 当原始数据采用压缩编码时，相应的地面站应解压缩恢复原始数据，压缩方式要求按专用 技术条件规定； e） 卫星遥感数据进行了扰码处理，相应的接收站应解扰恢复数据，扰码要求按专用技术条件 规定； f） 当卫星数据流进行加密处理时，相应的接收站应做解密处理恢复原始数据； g） 当卫星采用信道编码时，相应的接收站应作译码处理恢复原始数据； h） 遥测信号译码和遥控信号编码等处理：遥测信号和遥控信号的编排格式和要求按专用技术 条件规定； i） 接收的数据应进行记录归档； j） 原始数据送数据处理中心

14、，传送方式包括通信线路传输和记录磁带运输两种。 4 QJ 31502002 5.3 极轨气象卫星地面站 5.3.1 功能 极轨气象卫星数据接收站应完成的功能为： a） 天线馈源及伺服控制分系统应完成对卫星的捕获和跟踪。 b） 把射频 HRPT、APT、DPT 信号等进行放大和变频后送数据接收机。 c） 数据接收机输出的原始信号送记录设备记录存储，或通过通信线路送至数据资料处理中 心，并送传真机和进行图像监视。 d） 接收并解调卫星遥测下行信号，发射上行遥控指令，对卫星有效载荷进行业务管理。接收 站应包括 HRPT、APT 和 DPT 三部分接收设备。 5.3.2 HRPT 资料接收 5.3.2

15、.1 功能组成 实时接收高分辨率原始云图数字信号，射频信号经放大和混频后送中频接收机解调，输出二进 制分相码，送记录设备记录，或通过通信线路送至数据资料处理中心，同时经过比特同步器送传真 机和进行图像监视；还应生成遥控编码信号对卫星有效载荷进行业务控制。 HRPT接收站一般由天线、馈源及伺服控制、跟踪接收、遥控、遥测、数据记录及处理等系统 组成。其方框图见图3。 天线反射面馈源 跟踪、伺服 L 频段低噪声 放大器 下变频器 数据解调器 数据记录处理传输 S 频段低噪声 放大器 下变频器 遥测解调器 遥测处理设备 S 频段大功率 放大器 上变频器 遥控调制器 遥控发端 图3 HRPT 接收站系统

16、方框图 5.3.2.2 天线、馈源及伺服控制系统 天线，馈源及伺服控制系统应满足如下要求： a) 天线类型：一般应采用抛物面式天线； b) 系统 G/T 值：一般应大于 12dB/K； c) 极化方式：左旋或右旋圆极化； d) VSWR：1.3； e) 工作范围：0360（方位），0180（俯仰）； f) 运动速度：0/s22/s（方位），0/s10/s（俯仰）； g) 运动加速度：0/s 2 10/s 2 （方位），0/s 2 10/s 2 （俯仰）； 5 QJ 31502002 h) 角度检测精度：0.05； i) 天线座架类型：EL/AZ 或 X/Y，在 EL/AZ 天线座架中应加倾斜机

17、构以解决卫星过顶接收； j) 跟踪方式：自动跟踪/手动跟踪/程序跟踪。 5.3.2.3 微波下行通道 微波下行通道应满足如下要求： a） 工作频率：1670MHz1710MHz（图像）； 2200MHz2290MHz（遥测）； b）带宽：100MHz（3dB）； c）变频输出：70MHz； d）捕获时间：0.3s（图像）； 0.5s 2s（遥测）； e）捕获带宽：200kHz（图像）； 200kHz（遥测）； f）工作模式：BPSK/QPSK/UQPSK（图像）； BP S K /P M（遥测）； g）码速率：一般大于 0.6654Mb/s（图像）； 一般应大于 1kb/s（遥测）； h）误比

18、特率：110 -6 （图像）； 110 -5 （遥测）。 5.3.2.4 微波上行通道 微波上行通道应满足本标准5.2.4的要求。 5.3.2.5 数据接收处理 数据接收处理除应满足本标准5.2.5的要求外，还应满足：数据流D/A变换、灰度校正后送传真 机显示出图。 5.3.3 DPT 资料接收 接收星上延时传输的资料信息，按国际电联规定，用于传输延时云图的射频频段有超短波频段 和微波频段。微波频段（1670MHz1710MHz）的地面接收系统与HRPT的接收部分相同。 超短波频段（460MHz470MHz）的接收系统，主要性能要求如下： a） 天线类型：双振子天线； b） 工作频率：465M

19、Hz； c） 极化方式：左旋/右旋圆极化； d） 天线增益：22dB（高端），10dB（低端）； e） 接收机噪声系数：5dB； f） 工作方式：FM/FM； g） 测速误差：0.6m/s； h） 测角误差：0.5； i） 工作范围：0360（方位），290（俯仰）； j） 角速度：0.113（方位），0.16（俯仰）。 5.3.4 APT 资料接收 接收实时传输的经过均匀化处理的低分辨率云图信息，射频信号经低噪声放大器放大后，再经 过变频和中放，由鉴频器解调出副载频调幅信号，该信号经低频放大后分三路输出，分别接至图像 监视器、模拟磁带机和通信线路。主要技术要求如下： a） 天线类型：正交八木

20、天线； 6 QJ 31502002 b） 增益：10dB； c） 极化方式：右旋圆极化； d） 主瓣宽度：45； e） 输出阻抗：50； f） 工作频率：136.5MHz138MHz； g） 工作方式：AM/FM； h） 副载频调制度：（875）%； i） 载波调制度：峰值频偏17kHz0.85kHz； j） 接收机灵敏度：1.5V； k） 输出信噪比：36dB l） 中频带宽：50kHz； m） 镜频抗拒比：70dB； n） 中频抗拒比：70dB； o） 限幅特性：输入信号幅度变化 20dB时，音频输出电平变化不大于 1dB； p） 整机频率响应：800Hz4000Hz 之间，输出电压的不均匀度不大于 2dB； q） 输出电压和失真度：输入信号幅度为 1.5V，保持输出 0dBm（775mV），非线性失真不 大于 5%。 7 QJ 31502002 8 中华人民共和国航天行业标准 地球观测卫星对遥感地面站 技 术 要 求 QJ 31502002 * 中国航天标准化研究所出版 北京西城区月坛北小街 2 号 邮政编码：100830 北京航标印务中心印刷 中国航天标准化研究所发行 版权专有 不得翻印 * 2003 年 04月出版 定价：10.00 元 QJ 31502002