遥感卫星地面站

地面接收站和地面处理站

遥感卫星地面站是用来接收、处理、存档和分发各类遥感卫星数据的技术系统，由地面接收站和地面处理站两部分组成。前者主要任务是搜索、跟踪卫星，接收并记录卫星遥感数据、遥测数据及卫星姿态数据。后者由计算机图像处理系统和光学图像处理系统组成。

简介

一般由地面接收站和地面处理站两部分组成。前者由大型抛物面的主、副反射面天线和磁带机组成，主要任务是搜索、跟踪卫星，接收并记录卫星遥感数据、遥测数据及卫星姿态数据。天线具有若干波段（一般是X波段或S波段）全半球跟踪能力，为方位—俯仰安装方式，并设有自动倾斜机构，以解决卫星过顶的跟踪问题。接收记录的数据通常通过若干磁带机记录在高密度数字磁带（HDDT）上。后者由计算机图像处理系统和光学图像处理系统组成。计算机图像处理系统主要功能是对地面接收站接收记录的数据进行回放输入，分幅并进行辐射校正和几何校正处理，最后获得卫星数据的计算机兼容磁带（CCT）和图像产品。光学图像处理系统主要功能是对数据处理后生成的潜影胶片进行冲洗、放大、合成、分割，从而产生各种类型和规格的正负胶片和像片等产品。中国遥感卫星地面站于1986年底在北京建成投入使用。可接收和处理美国陆地卫星4～5号的MSS和TM影像数据以及法国SPOT卫星影像数据。地面站覆盖了以北京为中心、半径约2400公里的地区，包括中国领土面积的80%。地面站的建成标志着中国航天遥感技术发展到一个新阶段。

一般遥感卫星可在地球大部分地区搜集遥感数据。在天线跟踪接收范围内，地面站能直接接收卫星正在搜集并实时发送的遥感数据。对于天线接收范围以外地区，地面站采取其他措施获取遥感数据。例如，在卫星上设置磁带机，把卫星搜集到的数据先记录在磁带上，待卫星进入地面站接收范围内时，卫星上磁带机按照地面运行控制中心的指令把数据发送到地面站，以实现遥感数据的非实时接收。这种方法的缺点是容量有限，要实现全球遥感数据的搜集必须反复进行多次。利用与地球同步的中继卫星系统，可实现全部遥感数据的准实时接收。卫星在搜集地面数据的同时，对中继卫星不断跟踪并实时转发所搜集的数据。中继卫星地面接收站接收并转播中继卫星发送的数据，最后由遥感卫星地面站予以接收并记录在高密度磁带上，供以后处理加工。

系统

完备的遥感卫星地面站通常由具有不同功能的三个系统──跟踪接收系统、数据处理系统和照相处理系统组成（图1）。

跟踪接收系统

系统(图2)拥有一抛物面天线，用以跟踪遥感卫星和接收它搜集的遥感数据和遥测信号。天线通常有自动、程控和手动三种跟踪方式，可在全半球范围内跟踪卫星。它根据事先已知的卫星轨道参数，确定天线起始指向，以便捕获卫星并进入自动跟踪状态。采取方位－俯仰安装方式的天线还应该有防止卫星过顶时丢失目标的措施。收到的数据信号经低噪声前置放大，以保证解调输出有足够的信噪比，使整个接收系统符合预期的误码率要求。下行变换的信号经解调分路和信号整理，被记录在多道高密度磁带上。跟踪接收系统还有检测整个系统性能的模拟检测设备和为统一时间标准用的定时设备。有的系统还设有快视分系统，实时监测跟踪接收到的数据。

遥感卫星地面站

跟踪接收站的站址应选择在电磁干扰小的地区。为了使地面站有较大的接收覆盖范围，站区周围天际线的仰角应小于5°。站区还应建立指北标和天线标校设施。

数据处理系统

它是以主计算机和阵列机为核心，配有大量专用、常规外围设备和各种应用软件的计算机系统（图3）。高密度磁带机送出的串行数据流，经格式同步器（由专用微程序控制计算机组成）变为多行平行数据流，然后高速送入计算机磁盘系统。系统同时进行校正标定、数据抽取、遥感数据统计特性计算、辐射校正等处理和计算。计算机对卫星恣态数据和星历数据进行处理，对遥感仪器校正数据进行加工，获取系统几何纠正模型。对于精处理信息还须利用地面控制点的数据，推导出精密校正模型。几何纠正涉及的大量重复性的运算是在阵列机参与下高速进行的。校正输出的信息可按所要求的地图投影绘出。数据处理系统完成的产品包括经系统校正或精密校正的计算机兼容磁带和图像潜影胶片。系统中设有专用的胶片成像记录装置或配置独立的成像记录计算机系统，专门把处理好的图像数据转变成彩色或黑白的潜影胶片。后者送照相处理系统以产生彩色的或黑白分波段的透明片和相片。系统还设有人-机对话式的图像分析显示终端,可用它评价遥感数据质量、估计云层覆盖程度、选择值得进一步加工的像幅、获取数据管理分系统所需的原始信息并产生用户浏览用的快视潜影胶片等。系统中设有完整的图像分析软件，供解译判读数据时使用。

数据管理分系统记录地面站收藏的原始遥感数据和其加工处理好的成品的有关信息，可利用关键字检索提取这些数据。用户可规定需要了解的地域的地理多边形，提取该区域内有关数据的信息。该分系统还可提供地面站运行管理方面的情况和报告。

照相处理系统

胶片成像记录装置输出的彩色和黑白潜影胶片由照相处理系统制成原版片，并复制或放大成各种彩色和黑白透明片、相片以及合成为需要的假彩色产品，供用户浏览用的快视产品也在此加工。照相处理系统一般配备有高精度的放大机、拷贝机、彩色合成仪、感光仪、密度计和自动冲洗设备。使用的感光材料的分辨率应在 100线/毫米以上，复制放大、彩色合成、图像镶嵌需要在严格的密度监测和彩色平衡监测下进行；冲洗加工则应在严格的化学分析监测和精密的速度控制下进行。

地面站主要任务

接收、处理、存档、分发各类地球对地观测卫星数据，为全国服务，同时开展卫星遥感影像数据接收与处理以及相关技术的研究。

在科研发展与用户技术服务方面，为用户提供了大量遥感卫星影像数据的特殊处理和技术咨询服务，掌握了对地观测卫星数据的接收、预处理与系统集成及遥感信息分析与提取等关键技术。地面站数据资料广泛应用土资源调查、林业资源调查、生态环境调查以及重点城市扩展情况监测、荒漠化监测、农作物估产、灾害监测与评估、地质与资源勘探、地形图测绘等众多领域，促进高技术应用的产业化发展与经济建设宏观决策的科学化论证，产生了巨大的作用。

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