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新一代静止气象卫星数传系统的设计研究

田华  
【摘要】: 静止轨道气象卫星对于天气预报、防灾、减灾有着重要的作用,世界各航天大国都很重视此类卫星的研制与发展工作,美国、俄罗斯、欧洲、日本等先后发射了自己的静止轨道气象卫星。我国的第一颗静止气象卫星风云二号A星于1997年6月成功发射,风云二号卫星是我国第一代静止气象卫星,迄今已成功发射四颗。它提供气象云图信息和空间环境监视数据,在天气预报、气候预测等方面发挥了重要作用,且该系列卫星已加入世界气象组织(WMO)对地观测网。 风云二号卫星是一种自旋稳定姿控方式的静止轨道气象卫星,它的主要遥感仪器是多通道扫描辐射计,在地球东西方向的扫描是由卫星自西向东的运动完成的。自旋稳定姿控方式的卫星由于对地球扫描时间上的限制条件,造成卫星成像的机动性及成像频度存在一定的局限性。随着使用要求的提高及技术的发展,根据我国航天“十一五”对气象卫星的发展规划,将发展我国第二代静止气象卫星——风云四号静止气象卫星。新一代静止气象卫星无论从探测的灵活方便性还是从获取资料的品种及天气预报准确率、气候预测能力上都将会有极大的进步与改善。 数传与转发系统是风云四号卫星的重要分系统,主要用于对地传输有效载荷(各种探测仪器)收集的原始探测数据、接收并转发指令数据接收站(CDAS)处理的各种云图信号、转发UHF数据收集平台的探测数据以及搜索救援信号等,同时为地面天线跟踪提供捕获信标等,是支持卫星和地面系统的通信接口。 本文针对风云四号卫星有效载荷的需求进行了分析,并对星—地链路各项指标进行了分配、计算,完成了风云四号卫星卫星数传系统的总体设计论证,确定了卫星数传系统的相关技术指标和地面接收站的运行条件。风云四号卫星不同于其它静止轨道气象卫星,它搭载多个有效载荷,且在研制的不同阶段,有效载荷产生的数据量有很大变化,数传系统设计方案应适应这种变化。为此,采用了全新的设计方法和新的技术手段,从高码速率、低误码率和可靠性三个方面给出了数传系统的总体设计方案。 本文主要内容包括:数据传输系统总体方案和设计论证;适应多载荷、变码速率的星载基带数据处理系统设计;数据传输的信道编码、调制系统的设计等。


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