一种遥感卫星信号的处理方法及设备技术

本发明专利技术提供一种遥感卫星信号的处理方法和设备，该方法包括：从卫星信号中生成原始数据；在原始数据中逐位或逐帧地用帧同步字的各种模式依次搜索该帧同步字，如果没有搜索到帧同步字，则继续逐位搜索帧同步字，如果搜索到帧同步字，则后续逐帧搜索帧同步字；对与搜索到的帧同步字对应的数据帧进行处理，如果搜索到正常模式帧同步字，则直接输出与其对应的数据帧；如果搜索到异常模式帧同步字，则对与其对应的数据帧进行校正，并输出校正后的数据帧；以及对输出的各数据帧进行误码分析处理，以提取图像数据。该方法能发现异常的帧同步字并对异常数据帧进行校正，还能从帧同步字的异常中排查错误，以保证卫星信号的成功接收。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及遥感卫星信号接收领域，具体说，涉及一种遥感卫星信号的处理方法和设备。
技术介绍
遥感卫星数据是航天对地观测所能获得的信息的源头，其接收在整个对地观测应用链中占据非常重要的位置。遥感卫星数据接收质量的好坏直接决定了这些数据的后续应用能否正常进行。如果接收到的卫星下传信号有误，则会导致卫星数据发生错乱，轻则影响遥感数据的质量，重则使遥感数据无法应用。由于遥感卫星的探测具有时效性，有些卫星的探测甚至会因地面现场的消失而具有不可重复性，因此，要求对遥感数据的接收质量给以保证，尽量及时发现并校正有误的数据，以保证数据的成功接收，使得后续的数据处理和信 息提取工作可以正常进行。图1示出了一种现有的遥感卫星原始数据生成装置。如图1所示，该遥感卫星原始数据生成装置100包括天线10、解调器20以及数据采集装置30，其中，解调器20的输出端包括1、Q两路数据差分输出端口和1、Q两路时钟差分输出端口，数据采集装置30的输入端也包括1、Q两路数据差分输入端口和1、Q两路时钟差分输入端口，并且，解调器20的1、Q两路数据差分输出端口与数据采集装置30的1、Q两路数据差分输入端口电连接，解调器20的1、Q两路时钟差分输出端口与数据采集装置30的1、Q两路时钟差分输入端口电连接。遥感卫星下传的信号经天线10接收后，进入解调器20中进行解调。解调后的信号经解调器20的1、Q两路数据差分输出端口和1、Q两路时钟差分输出端口输出，并经数据采集装置30上的1、Q两路数据差分输入端口和1、Q两路时钟差分输入端口进入数据采集装置30，进入数据采集装置30中的信号转化为比特流数据，并从数据采集装置30的输出端输出。数据采集装置30输出的二进制比特流数据构成了遥感卫星原始数据。遥感卫星原始数据具有特定的帧结构。图2示出了遥感卫星原始数据的一般的帧结构。如图2所示，遥感卫星原始数据的一般的帧结构200包括帧同步字201、辅助数据202、图像数据203和校验纠错码204。其中，帧同步字201标志着一副帧的开始，辅助数据202通常包括与图像行号、数据获取时间以及卫星姿态等有关的信息，图像数据203是遥感卫星数据的核心，包含了遥感卫星所探测到的地表图像的信息，校验纠错码204用于检验和校正卫星数据在传输过程中可能出现的误码。在对由比特流构成的遥感卫星原始数据进行处理时，首先要对帧同步字进行搜索定位，以确定每副数据帧的开始，从而正确地从每副帧中卸载图像数据。对于由图1所示的遥感卫星原始数据生成装置100所生成的比特流来说，通常的做法是，用帧同步字的正常模式(记为I+Q+)逐帧地与遥感卫星原始数据进行比较，以发现并标定遥感卫星原始数据中的正常的帧同步字，从而输出与正常的帧同步字对应的正常的图像数据。同时，正常帧同步字所对应的数据帧之外的数据则被视为是异常的数据而加以抛弃。在确定了正常的数据帧之后，还可以通过每个帧中的校验纠错码对该帧中的个别误码进行校验和纠错。上述现有的遥感卫星原始数据的处理方法的不足之处在于，对异常数据帧的放弃会使一些遥感卫星数据丧失，严重时可能会导致遥感卫星数据接收失败，而这种失败所造成的损失有时是难以弥补的。另外，对异常数据帧的放弃无助于判断出错的根源，从而不能及时对出错的根源进行排查，这就会错失及时挽救的机会。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有技术中存在的上述技术问题而做出，其目的在于提供一种遥感卫星原始数据的处理方法和设备，以便能够发现异常的帧同步字，并对包含异常帧同步字的数据帧进行校正，从而挽救原本要被放弃的异常数据，另外，还能够从帧同步字的异常中排查出错的根源并进行实时修正，从而最大限度地保证遥感卫星信号的成功接收。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种遥感卫星信号的处理方法，该方法包括以预定的遥感卫星原始数据生成装置从遥感卫星信号中生成遥感卫星原始数据，其中，所述遥感卫星原始数据生成装置包括天线、解调器和数据采集装置，所述遥感卫星信号经所述天线接收后进入所述解调器解调，解调后的信号经该解调器的1、Q两路数据差分输出端口和1、Q两路时钟差分输出端口输出到所述数据采集装置中，以转化为比特流形式的遥感卫星原始数据输出；在所述原始数据中，逐位或逐帧地用所述原始数据的帧同步字的各种模式依次搜索该帧同步字，其中，如果在所述原始数据的某个数据位处没有搜索到帧同步字，则继续逐位地搜索帧同步字，如果在所述原始数据的某个数据位处搜索到帧同步字，则后续逐帧地搜索帧同步字；对与所述搜索到的帧同步字对应的数据帧进行处理，其中，如果在原始数据中的某个数据位处搜索到具有正常模式的帧同步字，则直接输出与该帧同步字对应的数据帧；如果在原始数据中的某个数据位处搜索到具有异常模式的帧同步字，则根据特定的异常模式对与该帧同步字对应的数据帧进行特定的校正，并输出校正后的数据帧；以及对上述输出的每个数据帧进行误码分析处理，以从该数据帧中提取出辅助数据和图像数据。所述帧同步字的各种模式可以包括I种正常模式I+Q+和7种异常模式，该7种异常模式分别为 I 十 Q-> I_Q+、I_Q_、Q+I+、Q +1-、Q_I+、Q-1-。另外，在所述原始数据的某个数据位处搜索到帧同步字的充要条件可以为，从该数据位开始且与帧同步字等长的数据位串与帧同步字的一种模式相同，并且,从该数据位之后与该数据位相隔一个和/或多个帧长的数据位开始且与帧同步字等长的数据位串与帧同步字的一种模式相同。优选地，上述根据特定的异常模式对与该帧同步字对应的数据帧进行特定的校正的操作可以包括对于帧同步字具有I+Q-异常模式的数据帧，对该数据帧中奇数位的数据进行比特反转；对于帧同步字具有1-Q+异常模式的数据帧，对该数据帧中偶数位的数据进行比特反转；对于帧同步字具有1-Q-异常模式的数据帧，对该数据帧中的所有数据位的数据进行比特反转；对于帧同步字具有Q+Ι+异常模式的数据帧，将该数据帧中每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换；对于帧同步字具有Q+Ι-异常模式的数据帧，对该数据帧中奇数位的数据进行比特反转，然后将每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换；对于帧同步字具有Q-1+异常模式的数据帧，对该数据帧中偶数位的数据进行比特反转，然后将每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换；以及对于帧同步字具有Q-1-异常模式的数据帧，对该数据帧中所有数据位的数据进行比特反转，然后将每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换,其中，上述每个数据帧的帧头记为第O个数据位，该帧头之后的数据位依次用自然数序列排序。在遥感卫星原始数据中搜索到帧同步字的异常模式时，优选地，可以检查所述解调器的数据输出模式的设置和所述数据采集装置的数据记录极性的设置，其中，如果所述数据采集装置的数据记录极性设置为正，则搜索到帧同步字的异常模式I + Q-、或1-Q+、或1-Q-、或Q+Ι+、或Q +1-、或Q-1+或Q-1-表明，所述解调器的数据输出模式对应地分别被设置成了/+0、或了+ρ、或7+QM Q+1、或ρ+1 Mo+1MQ+1，此时，将所述解调器的数据输出模式调整为I+Q ;如果所述数据采集装置的数据记录极性设置为负，则搜索到帧同步字的异常模式I + Q-、或1-Q+、或1-Q-、或Q+Ι+、或Q +1-、或Q-1+或Q-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种遥感卫星信号的处理方法，包括：以预定的遥感卫星原始数据生成装置从遥感卫星信号中生成遥感卫星原始数据，其中，所述遥感卫星原始数据生成装置包括天线、解调器和数据采集装置，所述遥感卫星信号经所述天线接收后进入所述解调器解调，解调后的信号经该解调器的I、Q两路数据差分输出端口和I、Q两路时钟差分输出端口输出到所述数据采集装置中，以转化为比特流形式的遥感卫星原始数据输出；在所述原始数据中，逐位或逐帧地用所述原始数据的帧同步字的各种模式依次搜索该帧同步字，其中，如果在所述原始数据的某个数据位处没有搜索到帧同步字，则继续逐位地搜索帧同步字，如果在所述原始数据的某个数据位处搜索到帧同步字，则后续逐帧地搜索帧同步字；对与所述搜索到的帧同步字对应的数据帧进行处理，其中，如果在原始数据中的某个数据位处搜索到具有正常模式的帧同步字，则直接输出与该帧同步字对应的数据帧；如果在原始数据中的某个数据位处搜索到具有异常模式的帧同步字，则根据特定的异常模式对与该帧同步字对应的数据帧进行特定的校正，并输出校正后的数据帧；以及对上述输出的每个数据帧进行误码分析处理，以从该数据帧中提取出辅助数据和图像数据。

【技术特征摘要】
1.一种遥感卫星信号的处理方法，包括以预定的遥感卫星原始数据生成装置从遥感卫星信号中生成遥感卫星原始数据，其中，所述遥感卫星原始数据生成装置包括天线、解调器和数据采集装置，所述遥感卫星信号经所述天线接收后进入所述解调器解调，解调后的信号经该解调器的1、Q两路数据差分输出端口和1、Q两路时钟差分输出端口输出到所述数据采集装置中，以转化为比特流形式的遥感卫星原始数据输出；在所述原始数据中，逐位或逐帧地用所述原始数据的帧同步字的各种模式依次搜索该帧同步字，其中，如果在所述原始数据的某个数据位处没有搜索到帧同步字，则继续逐位地搜索帧同步字，如果在所述原始数据的某个数据位处搜索到帧同步字，则后续逐帧地搜索帧同步字；对与所述搜索到的帧同步字对应的数据帧进行处理，其中，如果在原始数据中的某个数据位处搜索到具有正常模式的帧同步字，则直接输出与该帧同步字对应的数据帧；如果在原始数据中的某个数据位处搜索到具有异常模式的帧同步字，则根据特定的异常模式对与该帧同步字对应的数据帧进行特定的校正，并输出校正后的数据帧；以及对上述输出的每个数据帧进行误码分析处理，以从该数据帧中提取出辅助数据和图像数据。2.如权利要求1所述的遥感卫星信号的处理方法，其中，所述帧同步字的各种模式包括I种正常模式I+Q+以及7种异常模式，该7种异常模式分别为I + Q-、1-Q+、1-Q-、Q+I+、Q +1-、Q_I+、Q_I_o3.如权利要求1所述的遥感卫星信号的处理方法，其中，在所述原始数据的某个数据位处搜索到帧同步字的充要条件为，从该数据位开始且与帧同步字等长的数据位串与帧同步字的一种模式相同，并且，从该数据位之后与该数据位相隔一个和/或多个帧长的数据位开始且与帧同步字等长的数据位串与帧同步字的一种模式相同。4.如权利要求2所述的遥感卫星信号的处理方法，其中，所述根据特定的异常模式对与该帧同步字对应的数据帧进行特定的校正的操作包括对于帧同步字具有I+Q-异常模式的数据帧，对该数据帧中奇数位的数据进行比特反转;对于帧同步字具有1-Q+异常模式的数据帧，对该数据帧中偶数位的数据进行比特反转；对于帧同步字具有1-Q-异常模式的数据帧，对该数据帧中的所有数据位的数据进行比特反转；对于帧同步字具有Q+I+异常模式的数据帧，将该数据帧中每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换；对于帧同步字具有Q+1-异常模式的数据帧，对该数据帧中奇数位的数据进行比特反转，然后将每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换；对于帧同步字具有Q-1+异常模式的数据帧，对该数据帧中偶数位的数据进行比特反转，然后将每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换；以及对于帧同步字具有Q-1-异常模式的数据帧，对该数据帧中所有数据位的数据进行比特反转，然后将每个偶数位的数据与其下一邻位的数据对换，其中，上述每个数据帧的帧头记为第O个数据位，该帧头之后的数据位依次用自然数序列排序。5.如权利要求2所述的遥感卫星信号的处理方法，还包括在遥感卫星原始数据中搜索到帧同步字的异常模式时，检查所述解调器的数据输出模式的设置和所述数据采集装置的数据记录极性的设置，其中，如果所述数据采集装置的数据记录极性设置为正，则搜索到帧同步字的异常模式I +Q-、或1-Q+、或1-Q-、或Q+I+、或Q +1-、或Q-1+或Q-1-表明，所述解调器的数据输出模式对应地分别被设置成了/ + 0、或7 + 0、或7 + 0、或Q+1、或0 + 7、或豆+1、或0 + J，此时，将所述解调器的数据输出模式调整为I+Q ；如果所述数据采集装置的数据记录极性设置为负，则搜索到帧同步字的异常模式I +Q-、或Ι-Q+、或Ι-Q-、或Q+I+、或Q +1-、或Q-1+或Q-1-表明，所述解调器的数据输出模式对应地分别被设置成了 + 0,或/ + 3、或I+Q、或0+7或0 + /或( + 、或Q+I，此时，将所述解调器的数据输出模式调整为 + 0。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪群，吴业炜，韩家玮，李安，屈国栋，
申请(专利权)人：中国科学院对地观测与数字地球科学中心，
类型：发明
国别省市：