一体化高速遥感数据接收处理设备制造技术

一体化高速遥感数据接收处理设备，接收数据时，卫星下行串行数据经串并转换成为并行数据后送入帧同步处理模块进行帧同步处理，查找帧同步字并计算容错参数，然后根据帧长和帧同步字产生帧同步信号并将帧同步信号、数据帧送至组合译码模块。组合译码模块根据帧同步信号对数据帧进行解扰、ＲＳ译码和ＣＲＣ校验处理后送至缓存，缓存中的数据经数据合成和滤波处理后送入数据分发模块。数据分发模块将传来的数据送入载荷成像处理模块进行解格式处理，然后按载荷类别进行分类处理后实时显示。发送数据时，上行数据经数据分发模块送入缓存，组合编码模块从缓存中读取数据并进行加扰、ＲＳ编码和ＣＲＣ校验处理后送入并串转换模块转换为串行数据向卫星发送。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于卫星遥感数据的接收、处理、发送一体化处理设备。
技术介绍
高速遥感数据接收处理设备是地面站系统中的关键设备，主要完成高速基带数据获取、高速基带数据回放、高速帧同步、信道编译码处理、CCSDS格 式解析、载荷数据处理、实时数据存储、实时数据传输和实时快视等功能，甚 至还包括下变频器、高速解调器和高速测试调制器。 一体化设计的目标是保证 单台设备内可完成地面站遥感数据接收的大部分功能，缩小设备体积，同时还 要降低重量和功耗，提高系统的可靠性。另外，在提高设备集成度的同时还应 考虑兼容多种卫星及载荷数据的处理。国内研制的遥感数据接收设备大多数产品还停留在单一功能或简单功能组 合设备层次上，还没有形成真正的一体化遥感数据接收处理设备工程产品。目 前，清华大学、北京理工大学和武汉大学等单位正在进行相关设备的研发。清 华大学拥有400Mbps帧同步设备，可完成400Mbps数据帧同步提取工作，还 可完成RS译码、CRC校验等工作，对双路下传卫星数据还能实现数据合成。 清华大学还拥有1.2Gbps遥感数据记录设备，数据记录设备可实现原始数据、 0级数据记录功能，并可实现原始数据的回放。利用回放功能，也可用作基带 数据模拟源。接收处理设备采用服务器结合数据采集板的硬件结构，采用64位/66MHz PCI总线，总线数据率528MB/s，具有大容量高速DDR SDRAM作 为数据緩冲。北京理工大学拥有光学、SAR等遥感数据的实时快视i殳备，可实 时处理1.2Gbps以上遥感数据。其快视成像设备结构上采用CPCI机箱，内部 采用DSP板并行处理遥感数据，将成像结果通过以太网传输到显示工作站，完 成图像的显示。也可通过显示工作站向成像处理设备发出控制命令，实现远程设备控制。国外高速遥感数据接收处理设备已经由单一功能发展到了小型化、 一体化 的处理产品。能够提供遥感数据一体化接收处理设备的厂商较多，规模较大的生产商有美国RT LOGIC公司、AVTEC公司和法国ALCATEL公司等。美国 RT LOGIC公司推出了 T1200HDR型高速遥感卫星数据获取设备，可直接接收 720MHz或1.2GHz中频输入，完成BPSK、 QPSK或8PSK解调。内部具有 Viterbi译码、比特同步、帧同步、RS译码等处理能力，设备外形为标准4U19 英寸机箱。同时RT LOGIC还提供数字前端处理板卡，可完成帧同步、RS译 码、CCSDS分包处理、误码率测试等功能，数据通过PCI总线摄入计算机， DMA传输速率可达528MB/s。美国AVTEC公司的PTP-EX高速前端可实现 1.2Gbp CCSDS或TDM数据处理和记录。同时提供帧同步、解扰、400Mbps RS 译码、CRC校验、1.2Gbps仿真数据输出、400Mbps网络实时传输等功能。 数据进机采用64位66MHz PCI总线设备，设备外形为6U 19英寸标准机箱。 HDRR型高速数据接收器可以接受中频直接输入，完成解调、帧同步、解扰、 RS译码、CRC校验等功能，实时完成CCSDS虚拟信道处理，可通过网络传 输数据到NAS(网络存储系统)或记录到本地RAID。处理码速率可达600Mbps， 设备外形为4U 19英寸标准机箱。法国ALCATEL/>司的9910 OMINISAT集 成下变频器、解调器、进机处理及测试调制器，处理码速率500Mbps,可支持 4通道数据处理，外形为标准4U工控机。OMINISAT基于模块化的设计，可用 于对卫星地观测、科学数据获取等领域。目前，从公开的文献当中只能获取这些一体化设备的某些工作技术参数和 性能指标，无法获知一体化遥感数据接收设备的具体功能结构组成。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供了一种高度集成化， 能适应多星、多体制卫星数据接收与处理的一体化高速遥感数据接收处理设备。 本专利技术的技术解决方案是 一体化高速遥感数据接收处理设备，包括串并转换模块、帧同步处理模块、组合译码模块、数据分发模块、组合编码模块、 并串转换模块以及载荷成像处理模块；接收数据时，卫星下行解调器输出的串行遥感数据经串并转换模块转换成为并行数据后送入帧同步处理模块；帧同步 处理模块对并行数据进行帧同步处理，查找帧同步字并计算容错参数，根据帧 长和帧同步字产生帧同步信号，将帧同步信号、数据帧送至组合译码;溪块；组合译码模块根据帧同步信号对数据帧进行解扰、RS译码和CRC校验处理后送 至緩存，緩存中的数据经数据合成和滤波处理后送入数据分发模块；数据分发 模块将传来的数据送入载荷成像处理模块，同时还将传来的数据送入本地存储 设备或通过网络进行传输；载荷成像处理模块对传来的数据首先进行解格式处 理，然后按照载荷类别进行分类，对每一类数据分别进行处理，形成可显示的 数据进行实时显示；发送数据时，向卫星发送的上行数据经数据分发模块送入 緩存；组合编码模块从緩存中读取数据并对所述数据进行加扰、RS编码和CRC 校验处理后送入并串转换模块；并串转换模块将并行数据转换为串行数据，串 行数据与外部串行时钟一起送入卫星上行调制器。所述的帧同步处理模块还可以直接接收外部输入的并行数据。所述的串并转换模块包括延时单元、时钟分频器和移位锁存器，卫星下行 解调器输出的串行时钟和串行数据分别送入延时单元进行时序调整，使得时钟 和码流的时序关系符合要求，经时序调整后的串行时钟分为两路， 一路经时钟 分频器分频后变为并行时钟输出，另一路和经时序调整后的串行数据一起送至 移位锁存器，移位锁存器根据串行时钟将串行数据转换为并行数据后输出。所述的并串转换模块包括移位锁存器、延时单元和电平转换单元，移位寄 存器根据外部时钟将组合编码模块传来的并行数据转换为串行数据后送至延时 单元，延时单元对传来的串行数据和外部时钟进行时序调整，使得时钟和码流 的时序关系符合要求后送至电平转换单元，电平转换单元将传来信号的电平调 整至符合卫星上行调制器的要求后输出。所述的帧同步处理模块包括电平转换器、相关器、误码及滑帧判决逻辑单元、数据格式化处理及帧同步产生单元；并行数据经电平转换器转换为LVTTL 逻辑电平后送至相关器，相关器根据设定的帧同步字和帧长检索电平转换器输 出的并行数据中是否存在帧同步字，并根据搜索结果产生帧相关结果标志信号， 同时把每帧的帧头数据传送给误码及滑帧判决逻辑单元；误码及滑帧判决逻辑 单元根据传来的帧头数据计算出帧头的误码率与滑位比特数；当计算得到的滑'l工j^u^r紙'j， \)队d且wg , 紙4M仔-VI"^^王z人TO I， 乂 / 工干7U1T与尸吓还甲贝大双撒对应的数据帧格式化后输出，并根据格式化后的数据帧产生帧同步信号一并输 出。所述的载荷成像处理模块包括载荷处理单元、成像处理单元和快一见单元； 载荷处理单元按照CCSDS标准或非CCSDS标准对传来的数据进行解格式， 采用CCSDS标准时按照标准格式解析虚拟信道数据并重新组合，采用非 CCSDS标准时，按照用户定义^f各式进行特定数据的解析；成像处理单元将解 格式后的数据按照光学数据、SAR数据、超光i普数据进行分类，对于光学数据 进行图像拼接并去除死像素，对于SAR数据和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一体化高速遥感数据接收处理设备，其特征在于包括：串并转换模块、帧同步处理模块、组合译码模块、数据分发模块、组合编码模块、并串转换模块以及载荷成像处理模块；接收数据时，卫星下行解调器输出的串行遥感数据经串并转换模块转换成为并行数据后送入帧同步处理模块；帧同步处理模块对并行数据进行帧同步处理，查找帧同步字并计算容错参数，根据帧长和帧同步字产生帧同步信号，将帧同步信号、数据帧送至组合译码模块；组合译码模块根据帧同步信号对数据帧进行解扰、ＲＳ译码和ＣＲＣ校验处理后送至缓存，缓存中的数据经数据合成和滤波处理后送入数据分发模块；数据分发模块将传来的数据送入载荷成像处理模块，同时还将传来的数据送入本地存储设备或通过网络进行传输；载荷成像处理模块对传来的数据首先进行解格式处理，然后按照载荷类别进行分类，对每一类数据分别进行处理，形成可显示的数据进行实时显示；发送数据时，向卫星发送的上行数据经数据分发模块送入缓存；组合编码模块从缓存中读取数据并对所述数据进行加扰、ＲＳ编码和ＣＲＣ校验处理后送入并串转换模块；并串转换模块将并行数据转换为串行数据，串行数据与外部串行时钟一起送入卫星上行调制器。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王扬，战勇杰，朱翔宇，曾沙沙，李丹妮，刘晓龙，刘丽，宋张波，周志翔，袁广辉，姜河，张振宁，高振华，单博，陈磊，苏扬，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]