遙感衛星地面站

遙感衛星地面站是用來接收、處理、存檔和分發各類遙感衛星數據的技術系統，由地面接收站和地面處理站兩部分組成。前者主要任務是搜尋、跟蹤衛星，接收並記錄衛星遙感數據、遙測數據及衛星姿態數據。後者由計算機圖像處理系統和光學圖像處理系統組成。

基本介紹

• 中文名：遙感衛星地面站
• 組成：地面接收站和地面處理站
• 作用：接收、記錄、處理遙感衛星數據
• 安裝方式：方位—俯仰
• 解決問題：衛星過頂的跟蹤問題

簡介

一 般由地面接收站和地面處理站兩部分組成。前者由大型拋物面的主、副反射面天線和磁帶機組成，主要任務是搜尋、跟蹤衛星，接收並記錄衛星遙感數據、遙測數據及衛星姿態數據。天線具有若干波段（一般是X波段或S波段）全半球跟蹤能力，為方位—俯仰安裝方式，並設有自動傾斜機構，以解決衛星過頂的跟蹤問題。接收記錄的數據通常通過若干磁帶機記錄在高密度數字磁帶（HDDT）上。後者由計算機圖像處理系統和光學圖像處理系統組成。計算機圖像處理系統主要功能是對地面接收站接收記錄的數據進行回放輸入，分幅並進行輻射校正和幾何校正處理，最後獲得衛星數據的計算機兼容磁帶（CCT）和圖像產品。光學圖像處理系統主要功能是對數據處理後生成的潛影膠片進行沖洗、放大、合成、分割，從而產生各種類型和規格的正負膠片和像片等產品。中國遙感衛星地面站於1986年底在北京建成投入使用。可接收和處理美國陸地衛星4～5號的MSS和TM影像數據以及法國SPOT衛星影像數據。地面站覆蓋了以北京為中心、半徑約2400公里的地區，包括中國領土面積的80%。地面站的建成標誌著中國航天遙感技術發展到一個新階段。

遙感衛星地面站

一般遙感衛星可在地球大部分地區蒐集遙感數據。在天線跟蹤接收範圍內，地面站能直接接收衛星正在蒐集並實時傳送的遙感數據。對於天線接收範圍以外地區，地面站採取其他措施獲取遙感數據。例如，在衛星上設定磁帶機，把衛星蒐集到的數據先記錄在磁帶上，待衛星進入地面站接收範圍內時，衛星上磁帶機按照地面運行控制中心的指令把數據傳送到地面站，以實現遙感數據的非實時接收。這種方法的缺點是容量有限，要實現全球遙感數據的蒐集必須反覆進行多次。利用與地球同步的中繼衛星系統，可實現全部遙感數據的準實時接收。衛星在蒐集地面數據的同時，對中繼衛星不斷跟蹤並實時轉發所蒐集的數據。中繼衛星地面接收站接收並轉播中繼衛星傳送的數據，最後由遙感衛星地面站予以接收並記錄在高密度磁帶上，供以後處理加工。

系統

完備的遙感衛星地面站通常由具有不同功能的三個系統──跟蹤接收系統、數據處理系統和照相處理系統組成（圖1）。

跟蹤接收系統

系統(圖2)擁有一拋物面天線，用以跟蹤遙感衛星和接收它蒐集的遙感數據和遙測信號。天線通常有自動、程控和手動三種跟蹤方式，可在全半球範圍內跟蹤衛星。它根據事先已知的衛星軌道參數，確定天線起始指向，以便捕獲衛星並進入自動跟蹤狀態。採取方位－俯仰安裝方式的天線還應該有防止衛星過頂時丟失目標的措施。收到的數據信號經低噪聲前置放大，以保證解調輸出有足夠的信噪比，使整個接收系統符合預期的誤碼率要求。下行變換的信號經解調分路和信號整理，被記錄在多道高密度磁帶上。跟蹤接收系統還有檢測整個系統性能的模擬檢測設備和為統一時間標準用的定時設備。有的系統還設有快視分系統，實時監測跟蹤接收到的數據。

遙感衛星地面站

跟蹤接收站的站址應選擇在電磁干擾小的地區。為了使地面站有較大的接收覆蓋範圍，站區周圍天際線的仰角應小於5°。站區還應建立指北標和天線標校設施。

數據處理系統

它是以主計算機和陣列機為核心，配有大量專用、常規外圍設備和各種套用軟體的計算機系統（圖3）。高密度磁帶機送出的串列數據流，經格式同步器（由專用微程式控制計算機組成）變為多行平行數據流，然後高速送入計算機磁碟系統。系統同時進行校正標定、數據抽取、遙感數據統計特性計算、輻射校正等處理和計算。計算機對衛星恣態數據和星曆數據進行處理，對遙感儀器校正數據進行加工，獲取系統幾何糾正模型。對於精處理信息還須利用地面控制點的數據，推導出精密校正模型。幾何糾正涉及的大量重複 性的運算是在陣列機參與下高速進行的。校正輸出的信息可按所要求的地圖投影繪出。數據處理系統完成的產品包括經系統校正或精密校正的計算機兼容磁帶和圖像潛影膠片。系統中設有專用的膠片成像記錄裝置或配置獨立的成像記錄計算機系統，專門把處理好的圖像數據轉變成彩色或黑白的潛影膠片。後者送照相處理系統以產生彩色的或黑白分波段的透明片和相片。系統還設有人-機對話式的圖像分析顯示終端,可用它評價遙感數據質量、估計雲層覆蓋程度、選擇值得進一步加工的像幅、獲取數據管理分系統所需的原始信息並產生用戶瀏覽用的快視潛影膠片等。系統中設有完整的圖像分析軟體，供解譯判讀數據時使用。

遙感衛星地面站

數據管理分系統記錄地面站收藏的原始遙感數據和其加工處理好的成品的有關信息，可利用關鍵字檢索提取這些數據。用戶可規定需要了解的地域的地理多邊形，提取該區域內有關數據的信息。該分系統還可提供地面站運行管理方面的情況和報告。

照相處理系統

膠片成像記錄裝置輸出的彩色和黑白潛影膠片由照相處理系統製成原版片，並複製或放大成各種彩色和黑白透明片、相片以及合成為需要的假彩色產品，供用戶瀏覽用的快視產品也在此加工。照相處理系統一般配備有高精度的放大機、拷貝機、彩色合成儀、感光儀、密度計和自動沖洗設備。使用的感光材料的解析度應在 100線/毫米以上，複製放大、彩色合成、圖像鑲嵌需要在嚴格的密度監測和彩色平衡監測下進行；沖洗加工則應在嚴格的化學分析監測和精密的速度控制下進行。

地面站主要任務

接收、處理、存檔、分發各類地球對地觀測衛星數據，為全國服務，同時開展衛星遙感影像數據接收與處理以及相關技術的研究。

在科研發展與用戶技術服務方面，為用戶提供了大量遙感衛星影像數據的特殊處理和技術諮詢服務，掌握了對地觀測衛星數據的接收、預處理與系統集成及遙感信息分析與提取等關鍵技術。 地面站數據資料廣泛套用土資源調查、林業資源調查、生態環境調查以及重點城市擴展情況監測、荒漠化監測、農作物估產、災害監測與評估、地質與資源勘探、地形圖測繪等眾多領域，促進高技術套用的產業化發展與經濟建設巨觀決策的科學化論證，產生了巨大的作用。