高性能對地觀測小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)項目

1、高性能對地觀測小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)”項目2005 年 1 月 2 月項目進展報告提交單位：總參第五十七研究所課題負責人：李琨提交日期： 2005-2-25小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)月報概述2004 年 10 月中旬，我所向科技部小衛(wèi)星項目中期檢查組做了 小衛(wèi)星項目研制工作情況報告。對項目的研制進展、關(guān)鍵技術(shù)的解決情況、研制過程中存在的問題、采取的措 施做了如實的匯報。在接下來的時間里，我們按照檢查組的建議加大了對小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)的研制。1.1 研制工作總結(jié)根據(jù)科技部小衛(wèi)星項目中期檢查組對后續(xù)工作的的工程協(xié)調(diào)，地面系統(tǒng)土建建設(shè)，系統(tǒng)的運行管理，研 制過程中標準化，規(guī)范化的要求。我所在后期工作中做了嚴密工

2、作計劃。對各分系統(tǒng)研制進度做了定期的工 作檢查。組織了系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)。及時發(fā)現(xiàn)和解決了相關(guān)問題。按月向所、處兩級相關(guān)管理人員做了研制報告。小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)采用的頻率選擇負反射面技術(shù)，X、S 頻段合用技術(shù)、變頻的饋電雙工技術(shù)、高速連續(xù)可變解調(diào)技術(shù)、記錄快視的一體化設(shè)計技術(shù)都得到了很好的解決。2004 年 12 月中旬，我所在成都雙流非通地面實驗站為用戶舉行了小衛(wèi)星地面應(yīng)用系統(tǒng)出所前的培訓， 并結(jié)合 11 米遙感地面站，為用戶全面講解了系統(tǒng)的業(yè)務(wù)運行流程，接收解調(diào)分系統(tǒng)原理、使用及維修，記錄 快視分系統(tǒng)的實時圖像快視和記錄、站管的業(yè)務(wù)運行。在培訓過程中，用本系統(tǒng)實時接收了 EOS AM/PM 兩 顆

3、衛(wèi)星。收到了可靠穩(wěn)定高質(zhì)量的圖像。在聯(lián)試的過程中，我們抓緊完成了相關(guān)技術(shù)文檔的編寫，在編寫的過程中，設(shè)有專門的質(zhì)量管理人員。 保證了文檔的標準和規(guī)范化。系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)，老煉后，于 2005 年 1 月 12 日完成了接收解調(diào)分系統(tǒng)，記錄快視分系統(tǒng)，監(jiān)控站管分系 統(tǒng)的驗收。天線分系統(tǒng)的研制工作已經(jīng)完成，并定于 2005 年 2 月 28 日出所驗收。本項任務(wù)時間緊，工作量大。在研制過程中所機關(guān)、處領(lǐng)導多次召開技術(shù)協(xié)調(diào)會，組織技術(shù)攻關(guān)，克服 了時間緊、任務(wù)重、關(guān)鍵元器件供貨緊張等困難，解決了信號變頻、寬帶解調(diào)、高速記錄嚴重過程中遇到的 難題。各項技術(shù)指標達到了合同研制要求。1.2 形成文檔在小衛(wèi)星地

4、面接收系統(tǒng)后期的研制過程中形成了以下技術(shù)文檔：小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)技術(shù)條件，小衛(wèi)星 地面接收系統(tǒng)技術(shù)說明書，小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)測試規(guī)范，天線分系統(tǒng)的測試規(guī)范， 接收解調(diào)分系統(tǒng)相關(guān)技術(shù) 文檔及使用說明書、記錄快視分系統(tǒng)技術(shù)文檔和使用說明書、監(jiān)控站管分系統(tǒng)技術(shù)文檔和使用說明書， 監(jiān)控站 管分系統(tǒng)軟件測評報告。1.3 系統(tǒng)達到的性能指標1月 12日，我所在成都雙流地面站邀請北京宇視藍圖公司對我所研制的小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)作了出所驗 收，成立了專家驗收組，評審了驗收測試規(guī)范，依據(jù)規(guī)范，現(xiàn)場測試性能指標，最后利用我所 11 米非通天線 對系統(tǒng)進行實收 EOS AM/PM 星，收到了穩(wěn)定可靠的圖像。系統(tǒng)達到的

5、性能指標見附錄2。目前天線分系統(tǒng)已經(jīng)完成了所內(nèi)研制，各項性能指標均達到了系統(tǒng)要求。天線分系統(tǒng)定于 2005 年 2 月 28 日驗收。1.4 出所前培訓工作按照我所和北京宇視藍圖公司簽訂的合同規(guī)定， 我所于 2005 年 01 月初在成都對用戶進行了出所前的培訓 工作。整個培訓工作嚴格制定了培訓計劃表，以授課答疑，現(xiàn)場參與調(diào)試，實際收星的方式對用戶進行了培訓 工作，讓用戶明白小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)的整體運控流程，深入了解了相關(guān)分系統(tǒng)技術(shù)原理。系統(tǒng)及分系統(tǒng)研制狀況目前系統(tǒng)的接收、解調(diào)、記錄工作已經(jīng)完成。對 EOS AM./PM 星的接收、解調(diào)、記錄、快視研制工作已 經(jīng)完成。天線分系統(tǒng)解決了 X、S

6、頻段合用，頻率選擇負反射面關(guān)鍵技術(shù)。各項性能指標已經(jīng)通過所內(nèi)測試。接收解調(diào)分系統(tǒng)完成了8.0G8.4GHz的變頻解調(diào)，變頻解調(diào)的各項性能指標均達到或超過要求指標。變頻的饋電，解調(diào)器的高速解調(diào)、譯碼都達到了要求的指標。記錄快視分系統(tǒng)具備同時快視和記錄，在線誤碼估計等的功能，在實際對 EOS AM/PM 的接收中，收到了可靠穩(wěn)定的圖像。監(jiān)控站管分系統(tǒng)，已經(jīng)具備任務(wù)下達，瀏覽，任務(wù)生成、更新等功能。監(jiān)控系統(tǒng)能對系統(tǒng)各分機進行穩(wěn)定 可靠的控制和調(diào)度。小衛(wèi)星由于還沒有相應(yīng)的數(shù)據(jù)格式，目前還無法快視。整個系統(tǒng)已經(jīng)具備現(xiàn)場安裝、調(diào)試、驗收。系統(tǒng)進度天飼饋分系統(tǒng)目前已經(jīng)完成研制工作，正準備于 2005年2月2

7、8日出所驗收，并于 3月下旬在北京宇視 藍圖公司和系統(tǒng)一起做現(xiàn)場驗收、移交工作。接收解調(diào)分系統(tǒng)、記錄快視分系統(tǒng)、監(jiān)控站管分系統(tǒng)、時間頻 率分系統(tǒng)已經(jīng)于 2005 年 1 月 12 日在成都通過出所驗收，計劃于下月完成赴北京現(xiàn)場做安裝、調(diào)試、驗收、 移交工作。1.5 研制延期原因按照原計劃，系統(tǒng)本應(yīng)該在 2005年 2月赴現(xiàn)場安裝、調(diào)試、驗收、移交工作。但因 23 所承擔研制的天線 分系統(tǒng)研制不順利。 造成系統(tǒng)研制完成時間延期。 由于英方?jīng)]有提供詳細的星地接口文件和具體的傳輸幀格式， 造成系統(tǒng)目前不能對小衛(wèi)星進行快視處理。由于英方未及時提供詳細、 完整的星地接口文件 （ICD 文件， 目前英方陸

8、續(xù)提供了六個版本， 每個版本的 內(nèi)容變化很大，但都不是最終版本 ）以及衛(wèi)星模擬數(shù)據(jù) （英方在 3 月份的 PDR 評審時答應(yīng)盡快提供 ），對快視設(shè) 備的研制帶來一定的困難，尤其是對傳輸幀處理和小衛(wèi)星的數(shù)據(jù)解壓工作。具體到傳輸幀格式，從最開始只是籠統(tǒng)地說采用HDLC 幀格式到現(xiàn)在 HDLC 傳 UDP 包和 ARQ 包，并且?guī)袷浇榻B還不全面（不包括不壓縮的數(shù)據(jù)BIL 數(shù)據(jù)的傳輸格式）。由于信號傳輸使用的幀格式?jīng)]有確定，而且前后版本之間差距太大，造成小衛(wèi)星數(shù)據(jù)的傳輸幀處理工作無法正常按照原計劃的時間進行開展。同時， 文檔最開始只是介紹采用 JPEG 算法進行數(shù)據(jù)壓縮， 沒有給出具體的壓縮算法和壓

9、縮算法中需要的 諸如量化、 Huffman 編碼碼表等具體實現(xiàn)細節(jié)，也給 JPEG 壓縮數(shù)據(jù)的解壓工作造成困難，以至于工作無法 按照原計劃進行。1.6 采取措施由于以上原因造成系統(tǒng)研制延期。 23 所已經(jīng)制定了詳細的進度管理表，每項工作設(shè)有專門的負責人。由 于小衛(wèi)星的數(shù)據(jù)處理不影響系統(tǒng)的安裝、調(diào)試。為了盡快解決以上問題，我們將加緊和相關(guān)負責單位聯(lián)系，盡 早解決小衛(wèi)星的星地接口文件和傳輸幀格式問題。同時，根據(jù)現(xiàn)有資料我們進行數(shù)據(jù)解壓的工作和 HDLC 幀 傳輸壓縮數(shù)據(jù)的傳輸幀處理工作 下月工作計劃計劃于 2005 年 3 月 7 日，系統(tǒng)進入現(xiàn)場安裝、調(diào)試、驗收、培訓、移交。目前已經(jīng)制定出了詳細

10、的現(xiàn)場 工作計劃劃表。對到現(xiàn)場的技術(shù)人員，結(jié)構(gòu)人員，電工，板金工做了詳細的安排。分階段分別完成天線安裝， 接收解調(diào)，監(jiān)控站管，記錄快視，時間頻率，網(wǎng)絡(luò)攝像的設(shè)備安裝，組建網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，監(jiān)控和運控的 通信，任務(wù)計劃的生成，記錄快視的數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)測試，實際跟星運行等都做了相應(yīng)的安排。我們將嚴格按 照現(xiàn)場工作計劃，努力工作，完成小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)的研制工作。其下月工作計劃劃見附錄1。風險控制及策略在小衛(wèi)衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)出所前，系統(tǒng)各分系統(tǒng)做了長時間的拷機， 然后對系統(tǒng)進行了聯(lián)調(diào)，測試了相應(yīng) 的功能及性能指標，最后實際收了信號。使系統(tǒng)長期處于開機狀態(tài)。這樣保證系統(tǒng)運行的可靠性。 在系統(tǒng)實際設(shè)計

11、時，關(guān)鍵指標在滿足用戶的前提下，留有一定的余量。這樣保證了系統(tǒng)指標可靠性。在現(xiàn)場安 裝、調(diào)試、驗收過程中，我們將繼續(xù)按照現(xiàn)場拷機、測試、驗收的工作過程，嚴格把關(guān)。附錄1小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)總體進度計劃表項目名稱小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)研制單位西南電子電信技術(shù)研究所項目負責人李琨、劉毅項目目的完成小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝、調(diào)試、驗收、移交。開始日期2005年3月7日預計完成日期2005 年 3 月 30 0工作項工作內(nèi)容參加單位負責人時間進度安排備注起始日完成日天數(shù)天線出所驗收主要指標測試23所蘇小瑞2月25日2月27日3天線出所驗收23 所、57 所、21世紀蘇小瑞、王志毅2月28日2月28日1天

12、線拆運、表面圖覆及系統(tǒng)齊套23所蘇小瑞3月1日3月6日6天線運抵現(xiàn)場23所蘇小瑞3月7日3月7日11天線分系統(tǒng)安裝23所蘇小瑞3月7日3月13日7系統(tǒng)機柜安裝、分系統(tǒng)上架、57所劉毅、潘青3月7日3月13日7設(shè)備電纜連接。57所劉毅3月7日3月10日4網(wǎng)絡(luò)走線、網(wǎng)絡(luò)攝像機安裝。57所劉毅、周濤3月8日3月11日4監(jiān)控與站管、監(jiān)控與記錄快視的聯(lián)試。57所李琨、劉毅3月7日3月13日7接收解調(diào)分系統(tǒng)閉環(huán)測試57所李琨、劉毅3月7日3月13日7系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的組建、衛(wèi)星狀態(tài)監(jiān)視軟件的 和監(jiān)控的整合。57所劉毅、周濤3月9日3月13日5數(shù)據(jù)的管理及數(shù)據(jù) FTP傳輸57所劉毅、楊洪兵3月13日3月13日1

13、2監(jiān)控與天線的聯(lián)調(diào)57所、23所劉毅、周濤、蘇小瑞3月14日3月16日3跟星接收數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)試運行。57所、23所劉毅、周濤、陶忻、楊洪 兵、蘇小瑞3月14日3月20日7根據(jù)系統(tǒng)運行情況，完善系統(tǒng)功能57所、23所劉毅、周濤、陶忻、楊洪 兵、蘇小瑞3月14日3月20日731. 天線分系統(tǒng)老煉2. 天線分系統(tǒng)指標自測試3. 配合系統(tǒng)實際跟星。23所李琨、劉毅、蘇小瑞3月21日3月27日71. 接收解調(diào)分系統(tǒng)性能指標自測試。2. 系統(tǒng)跟星。3. 系統(tǒng)老煉。57所李琨、劉毅、周濤、陶忻、 楊洪兵3月21日3月27日74現(xiàn)場培訓。57所、23所李琨、劉毅、蘇小瑞3月21日3月27日751. 天線分系

14、統(tǒng)驗收。2. 系統(tǒng)恢復。57所、21世紀23所、李琨、劉毅、蘇小瑞3月28日3月30日31. 接收解調(diào)分系統(tǒng)驗收。2. 記錄快視分系統(tǒng)驗收。3. 站管、監(jiān)控分系統(tǒng)驗收4. 系統(tǒng)恢復。57所、21世紀李琨、劉毅3月28日3月30日36準備離場。3月31日3月31日附錄2性能指標記錄表小衛(wèi)星測試記錄產(chǎn)品名稱小衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)任務(wù)李琨、劉毅負責人承制 單位西南電子電信技術(shù)研究所檢 驗 條 件地點雙流地面站使 用 儀 器 與 設(shè) 備名稱型號序號數(shù)據(jù)發(fā)生器HP81200矢量信號發(fā)生器E4438C頻譜儀E4440A信號源69159A972007誤碼儀ME520M14520功能檢查功能項目檢查結(jié)果信號接收解

15、調(diào)分系統(tǒng)：輸入：N型座，50歐姆符合輸出：數(shù)據(jù)和時鐘，BNC座, 50歐姆符合解調(diào)信號種類：BPSK QPSK(UQPSK SQPSK)。符合前向糾錯：小衛(wèi)星：40Mb/s、20Mb/s, QPSK R=1/2非系統(tǒng)卷積碼、K=7符合數(shù)據(jù)記錄及快視：輸入：數(shù)據(jù)和時鐘，BNC座, 50歐姆符合記錄介質(zhì)：磁盤符合一次性連續(xù)記錄時間：15分鐘符合：記錄的數(shù)據(jù)量為5G, 19140仃，按40Mbps回放時間記錄：時間與數(shù)據(jù)同時記錄在磁盤 上，便于數(shù)據(jù)的管理、查詢符合數(shù)據(jù)管理：可對原始數(shù)據(jù)自動管理，并 可進行誤碼率統(tǒng)計符合數(shù)據(jù)傳送：千兆網(wǎng)網(wǎng)卡，數(shù)據(jù)通過局域 網(wǎng)傳送現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存：利用DLT磁帶進行數(shù)據(jù)

16、轉(zhuǎn) 存。符合 利用windows自帶的備份與還原工具 進行記錄數(shù)據(jù)容量：100 GB符合快視處理：滿足對小衛(wèi)星、EOS/AM EOS/PME星遙感數(shù)據(jù)的實時快視顯示小衛(wèi)星現(xiàn)場測試EOS符 合快視圖像顯示窗：1280 X 1024 象素符合圖像顯示：單通道黑白、多通道彩色合 成符合站管理分系統(tǒng)：監(jiān)控接口標準：TCP/IP 或 RS232完成系統(tǒng)各設(shè)備工作狀態(tài)與工作參數(shù) 的集中監(jiān)視、控制和設(shè)備組配。通過“本 地/遠控”實現(xiàn)對設(shè)備的兩級監(jiān)控符合運行管理：任務(wù)計劃、目標管理：管理能力：可管理20顆衛(wèi)星。符合在新的任務(wù)開始前30分鐘自 動完成任務(wù)計劃的安排。符合緊急任務(wù)插入時間小于 10分 鐘。符合軌道

17、確定：軌道確定時間小于6小時。定軌精度：w 1000m現(xiàn)場利用天線測角數(shù)據(jù)配合測試公共數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)庫軟件提供交互式用戶接口和應(yīng)用軟件接口符合網(wǎng)絡(luò)支持管理：網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：10/100M自感應(yīng)網(wǎng)絡(luò)交換機，米用 5類雙絞線作為傳輸介 質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)選用Windows 2000 Server。符合標校測試：具有對天線指向、系統(tǒng)跟蹤、通道數(shù)據(jù) 解調(diào)檢測能力。未測具有對遙感數(shù)據(jù)誤碼和快視檢測功能符合具有從接收到數(shù)據(jù)存盤記錄自檢功能符合技術(shù)性能指標測試結(jié)果信號接收解調(diào)分系統(tǒng)：工作頻段：8.08.4GHz在頻點 8.0GhZ、8.2Ghz、8.4Ghz 進行測試符合中頻頻率：720 MHz符合頻綜步距：100

18、kHz符合3dB信號帶寬：200 MHz符合頻率穩(wěn)定度：1X 10/日,1 x 10 / 045 °C在現(xiàn)場用頻率計數(shù)器在720Mhz接口測試動態(tài)范圍：50 dB符合解調(diào)數(shù)據(jù)速率符合QPSK/SQPSK1 120 Mb/sBPSK 0.5 60 Mb/sEOS-MODIS(AM/PM)符合小衛(wèi)星解調(diào)速率，EOSAM/PM通過實 際接收驗證載波/時鐘入鎖門限(呂/N。)：入鎖門限(Eb/Nc)<- 4dB符合粗略測試w 5dB技術(shù)性能指標測試誤碼性能：誤碼率在1X10-3到1X 10-7范 圍內(nèi)時，與理論值相比，解調(diào)惡化量小于 2.0dB。沒有720Mhz的噪聲源，沒有進行測試載波捕獲范圍：土 400 KHz符合時鐘捕獲范圍：100ppm符合數(shù)據(jù)記錄及快視：數(shù)據(jù)記錄速率：0.1120Mb/s符合數(shù)據(jù)記錄誤碼率：w 1X 10-10符合標校測試：飽和電平：輸出1dB壓縮點> 0dBm符合相位噪聲測試：頻偏(Hz)100 1K 10K 100KSSB相位噪聲 -65 -75 -85 -95(dBc/Hz)100 1K 10K 100K-67 -82 -87 -95中頻抑制 > 60dB符合信息速率：產(chǎn)生 20