对地光学遥感卫星的数据传输系统及其数据传输方法技术方案

本发明专利技术公开了一种对地光学遥感卫星的数据传输系统及其数据传输方法，该系统包括图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元以及综合控制单元，图像预处理单元与综合处理单元连接，综合处理单元与功率放大单元连接，功率放大单元与对地数传天线连接，对地数传天线与指向驱动单元连接，图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元都与综合控制单元连接。本发明专利技术既能满足对地光学遥感卫星高速海量数据存储及传输要求，又便于地面系统操控，不容易出错。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据传输系统及其数据传输方法，特别是涉及一种对地光学遥感卫星的数据传输系统及其数据传输方法。
技术介绍
对地光学遥感卫星广泛用于灾害预报、环境监测、资源普查、城市规划、科学试验等诸多领域，为人类带来了可观的经济和社会效益。卫星数据传输系统提供卫星载荷获取数据的对地传输通道，是卫星有效载荷的重要组成部分。随着光学遥感载荷能力的增强，对地观测卫星数据传输系统面临的数据传输压力越来越大。以对地光学遥感卫星为例，光学载荷分辨率不断提高、谱段不断增多，数据获取速率从1Gbps增加到10Gbps，远远超过了现有对地数据传输系统的直接传输能力。目前，对卫星数据传输分系统的控制多采用地面生成控制指令序列上注到卫星计算机中，计算机按指令时间序列依次发送，对地面系统而言，这种使用方式不仅繁琐而且易出错。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种对地光学遥感卫星的数据传输系统及其数据传输方法，其既能满足对地光学遥感卫星高速海量数据存储及传输要求，又便于地面系统操控，稳定可靠，不容易出错。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种对地光学遥感卫星的数据传输系统，其特征在于，其包括图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元以及综合控制单元，图像预处理单元与综合处理单元连接，综合处理单元与功率放大单元连接，功率放大单元与对地数传天线连接，对地数传天线与指向驱动单元连接，图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元都与综合控制单元连接。优选地，所述图像预处理单元包括相互连接的星载图像数据压缩模块和星载图像目标处理模块，星载图像数据压缩模块实现相机多光谱图像数据的压缩，星载图像目标处理模块完成图像中特定目标的检索与定位解算。优选地，，所述综合处理单元包括帧格式化模块、配电测控模块、编码调制模块、存取控制模块、Flash存储列阵、数据加密模块，帧格式化模块、配电测控模块、编码调制模块、存取控制模块、Flash存储列阵、数据加密模块都与同一根总线连接，帧格式化模块完成图像数据的AOS格式化，配电测控模块完成综合处理单元配电、遥控指令解析功能，存取控制模块与Flash阵列实现数传数据的存取，数据加密模块完成数传帧格式中特定数据的加密操作，编码调制模块完成数传帧格式数据信道编码、加扰、射频调制的功能。优选地，所述功率放大单元包括依次连接的功率放大模块、隔离滤波模块、电源模块，功率放大模块采用行波管放大器实现射频信号的功率放大，隔离滤波模块完成待发射信号的滤波处理，电源模块完成行波管放大器的供配电功能。优选地，所述指向驱动单元包括相互连接的驱动机构和锁定装置，驱动机构采用步进电机控制数传天线完成在二维方向的转动，锁定装置完成卫星发射过程中天线的锁定以及入轨后的解锁。优选地，所述综合控制单元包括依次连接的遥测采集模块、综合接口模块、任务管控模块、天线指向控制模块，遥测采集模块完成数传分系统所有设备的模拟遥测采集并转换成数字量后发送至综合接口模块，综合接口模块提供数传分系统与整星遥测、遥控、轨道、姿态信息的交互接口，任务管控模块根据用户的指令控制数传分系统设备的开关机以及工作参数的配置，天线指向模块根据卫星平台提供的轨道、姿态数据以及所选地面站的经纬度计算数传天线的指向并发送驱动脉冲至指向驱动单元执行。本专利技术还提供一种对地光学遥感卫星的数据传输系统的数据传输方法，其特征在于，所述数据传输方法包括以下步骤：步骤一：地面系统根据用户需求确定遥感目标及地面接收站位置，通过仿真确定是否需要对星上系统的工作参数进行调整，上注包含目标点位置、数据接收站代号以及工作参数的数据包，卫星综合控制单元收到该数据包后在任务列表中生成一个新任务；步骤二：星上系统检索任务列表，根据星上时间执行到期的任务，调取上注数据包中的参数开启相应单机并建立工作状态，若对地面站可见，则进行天线指向计算并实施指向控制，若不可见则进行数据存储；步骤三：卫星进入地面站可视范围后，地面系统控制接收天线指向卫星，开始接收数据，直至数据接收完毕。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术既能满足对地光学遥感卫星高速海量数据存储及传输要求，又便于地面系统操控，不容易出错，提高地面系统应用便利性的同时达到了10Gbps以上的原始数据传输能力。附图说明图1为本专利技术对地光学遥感卫星的数据传输系统的结构示意图。图2为本专利技术对应的地面系统时的工作流程图。图3为本专利技术对应的星上系统时的工作流程图。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术较佳实施例，以详细说明本专利技术的技术方案。如图1所示，本专利技术对地光学遥感卫星的数据传输系统包括图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元以及综合控制单元，图像预处理单元与综合处理单元连接，综合处理单元与功率放大单元连接，功率放大单元与对地数传天线连接，对地数传天线与指向驱动单元连接，图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元都与综合控制单元连接。图像预处理单元包括相互连接的星载图像数据压缩模块和星载图像目标处理模块，星载图像数据压缩模块采用基于JPEG2000静止图像压缩标准的高比率、高保真图像数据压缩技术实现相机多光谱图像数据的压缩，星载图像目标处理模块完成图像中特定目标的检索与定位解算。星载图像数据压缩模块采用的数据压缩比为9：1，星载图像目标处理模块采用的数据压缩比为80:1，这样可大大降低原始数据率。综合处理单元包括帧格式化模块、配电测控模块、编码调制模块、存取控制模块、Flash(闪存)存储列阵、数据加密模块，帧格式化模块、配电测控模块、编码调制模块、存取控制模块、Flash存储列阵、数据加密模块都与同一根总线连接，帧格式化模块完成图像数据的AOS格式化，配电测控模块完成综合处理单元配电、遥控指令解析功能，存取控制模块与Flash阵列实现数传数据的存取，数据加密模块完成数传帧格式中特定数据的加密操作，编码调制模块完成数传帧格式数据信道编码、加扰、射频调制等功能。综合处理单元采用256位并行内部总线进行内部数据交换，实现固存吞吐量达20Gbps以上，同时采用8PSK数字调制方式来提高频带利用率。功率放大单元包括依次连接的功率放大模块、隔离滤波模块、电源模块，功率放大模块采用行波管放大器实现射频信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对地光学遥感卫星的数据传输系统，其特征在于，其包括图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元以及综合控制单元，图像预处理单元与综合处理单元连接，综合处理单元与功率放大单元连接，功率放大单元与对地数传天线连接，对地数传天线与指向驱动单元连接，图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元都与综合控制单元连接。

【技术特征摘要】
1.一种对地光学遥感卫星的数据传输系统，其特征在于，其包括图像
预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数传天线、指向驱动单元
以及综合控制单元，图像预处理单元与综合处理单元连接，综合处理单元与
功率放大单元连接，功率放大单元与对地数传天线连接，对地数传天线与指
向驱动单元连接，图像预处理单元、综合处理单元、功率放大单元、对地数
传天线、指向驱动单元都与综合控制单元连接。
2.如权利要求1所述的对地光学遥感卫星的数据传输系统，其特征在
于，所述图像预处理单元包括相互连接的星载图像数据压缩模块和星载图像
目标处理模块，星载图像数据压缩模块实现相机多光谱图像数据的压缩，星
载图像目标处理模块完成图像中特定目标的检索与定位解算。
3.如权利要求1所述的对地光学遥感卫星的数据传输系统，其特征在
于，所述综合处理单元包括帧格式化模块、配电测控模块、编码调制模块、
存取控制模块、Flash存储列阵、数据加密模块，帧格式化模块、配电测控
模块、编码调制模块、存取控制模块、Flash存储列阵、数据加密模块都与
同一根总线连接，帧格式化模块完成图像数据的AOS格式化，配电测控模
块完成综合处理单元配电、遥控指令解析功能，存取控制模块与Flash阵列
实现数传数据的存取，数据加密模块完成数传帧格式中特定数据的加密操
作，编码调制模块完成数传帧格式数据信道编码、加扰、射频调制的功能。
4.如权利要求1所述的对地光学遥感卫星的数据传输系统，其特征在
于，所述功率放大单元包括依次连接的功率放大模块、隔离滤波模块、电源
模块，功率放大模块采用行波管放大器实现射频信号的功率放大，隔离滤波
模块完成待发射信号的滤波处理，电源模块完成行...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾桂华，李博，杨炳柯，沈小龙，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31