[发明专利]遥感卫星数据接收系统重构方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种主要应用于多卫星、多天线、多任务环境下的遥感卫星数据地面接收系统，依据卫星任务要求进行系统设备动态重构的方法，其设计思路可推广应用到航天测控和卫星通信等地面站。

背景技术

随着我国航天事业的发展，对地观测、环境监测、灾害监测、科学探测等遥感卫星技术，大量应用在测绘、国土资源调查和监测、防灾减灾、农林水利、生态环境、城市建设与规划、交通、国家重大工程、科学实验等领域，卫星遥感数据接收作为卫星应用领域的重要一环，其业务规模和需求也在急剧扩大，现有遥感卫星数据接收系统的建站与使用模式已无法满足日益增长的遥感卫星数据接收需求。并存在如下不足之处：

1)现有遥感卫星数据接收系统，卫星任务单一、设备利用率低

现有遥感卫星数据接收系统主要是针对单一或某些特定型号的卫星任务进行设计和建设的，其系统设计目标是满足特定卫星型号数据的接收需求，一般未考虑或很少考虑后续卫星任务的扩展需求；而一般情况下，每颗卫星每天在每个地面站过境约3～4次，每次卫星过境的有效数据接收时间多在二十分钟以内，因此，对于单个卫星任务而言，地面接收系统设备的大部分时间均处于待机状态；这就造成了一方面针对新型号遥感卫星数据接收任务，需要不断的新建或改建地面接收系统，另一方面现有地面数据接收设备大量时间空置，接收设备资源利用率不高的局面。

2)改造现有地面站适应新任务，建设周期长、严重影响现有卫星任务

在现有遥感卫星接收地面站增加新的卫星数据接收任务，需要投入大量人力和物力对现有系统进行改造，而且建设周期较长，一般至少需要半年以上，在改造实施过程中将严重影响现有的卫星数据接收任务，甚至会造成现有任务中断，并由此产生一定的经济损失。

3)采用星地配套的方式新建地面站，会造成重复投资和资源浪费

针对每一个新的卫星任务，采用星地配套的方式新建地面数据接收系统，会造成投资重复，资源浪费，且现有系统未能从体系结构设计上保证后续扩展性设计，新建设接收系统也较难接入现有系统，不能实现新旧系统接收资源共享，不能提高资源利用率。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术的不足之处，提供一种在多卫星、多天线、多任务的遥感卫星地面接收站工作场景下，基于卫星任务自动重构地面接收系统执行遥感卫星数据接收的方法，该方法可以根据不同卫星任务动态调整系统接收设备资源，最大限度地满足多卫星数据接收需求，提高接收资源利用率和可靠性；使地面站仅需根据允许的并发任务数（即并发接收同时过境的卫星数量）配置设备，以减少单站的设备量、缩短总的建设周期。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到：一种遥感卫星数据接收系统的重构方法，具有如下技术特征：

首先按设备的业务功能对卫星数据接收系统进行分解，确定可重构单元；具体分为天线及跟踪设备、链路设备、解调设备、数据记录设备类，并以此为基本单元建立硬件重构体系架构，划分射频、中频和视频三个层次，统一规划各层次的接口，分别配置射频、中频和视频开关矩阵，根据常用X频段、S频段、L频段不同链路的变频方案确定射频接口，更高频段的信号单独变换到统一的射频接口后再接入接收系统；中频接口分段覆盖常用的中频设备；通过射频开关矩阵实现接收系统链路设备的共享，通过中频开关矩阵实现接收解调设备的共享，通过视频开关矩阵实现数据记录设备的共享；其次，采用XML语言描述方式分别建立卫星任务和各设备业务能力的分层描述，实现完整卫星任务和不同业务能力设备的匹配，针对不同卫星任务按策略动态分配接收系统设备资源；进行卫星任务资源分配时，首先依据卫星任务要求，确定执行任务的天线及跟踪设备和数据记录设备，然后依据卫星任务代号、解调设备最高符号速率大于卫星数传符号速率及与数据记录设备匹配数据输出方式选择合适的解调设备；最后依据链路设备大于卫星符号速率的输出带宽和与解调设备输入中频匹配输出中频，选择链路设备，通过各类开关矩阵级联和射频开关矩阵、中频开关矩阵和视频开关矩阵切换，重构形成完整的遥感卫星接收系统，执行卫星任务。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

提高了接收设备资源的利用率：采用本发明建设的遥感卫星地面接收站，通过设备资源的动态调配，可以最大限度的复用已有设备资源，从而扩展了卫星接收任务，提高了设备资源利用率。