摘要 本文介绍了应用“风云二号”卫星数据采集系统在渤海湾十个海洋水文观测站的方案、指标,并分析了我国海洋监测现状和应用前景。
关键词 气象卫星 卫星通信 海洋开发
1 “风云二号”卫星数据采集系统技术方案概述
风云二号卫星数据采集系统的主要目的是尽快让使用部门对数据采集系统的作用、特点、效果有一个感性的认识。
海洋环境监测具有观测项目多、工作环境恶劣、监测装置复杂的特点。为突出重点,保障资金的合理使用和系统建设的顺利进行,我们拟选择具有一定基础条件、代表性较好的10个海洋观测站作为系统的示范站。
2 主要目标
利用八个月的时间结合海洋和水利部门的需求,初步建成有10个地面数据采集平台(dcp)和一个用户数据中心站,借助于各部门已经建立的部门专用网(lan)与公用网进行数据传输和通信的、能长期稳定运行的数据采集系统。
3 技术实施方案
3.1 单向自定时式系统基本原理
单项自定时式系统是风云二号卫星设计和使用的工作方式。它是在数据采集平台的控制器中预先设置好发射时间表,由dcp的定时器控制,将采集到的数据以p波段宽波率天线发射给卫星,经卫星转发器变频为s波段再转发给地面站接收、解调、处理。适用于气象、海洋、水利等部门。由于dcp的结构简单、造价低廉、技术成熟、可靠性高可以方便地安装在移动的载体上(如汽车、船舶、浮标等)使用,也可以安装在环境比较恶劣的沙漠、高原等地区使用。
3.2 使用的卫星转发频道
.数据报告频道,选用第a频道,备用频道选用第b频道。
.系统中使用dcs系统中标准频道
也可以采用另外一种方式,计划使用32个dcp,根据风云二号运行规程,采用时分-频分方式,占用8个频道,而每一个频道中容纳4个dcp分时工作。
.数据报告频道,任意选用
它们的频点是:
p波段:任意
s波段:任意
.系统中继续使用dcs系统中标准频道
3.3 单向数据采集平台
数据采集平台应根据各用户部门需求进行统一设计,实现组合化、系列化、通用化。一般来讲它应具有下列性能:
.自动地完成数据采集、编码、发送和状态检测;
.可与gps接收机相结合,使dcp具有定位报告功能;
.能适应各种供电环境,可采用市电、太阳能电池与蓄电池等不间断电源|稳压器;
.能适应恶劣的野外工作条件,有抗风沙、雨雪、盐雾等环境的能力;
.数据报告模式:定时式、询问式、随机方式供选择;
.工作方式可选择有人值守或无人值守;
.小型化、低功耗、高可靠。
这里所指的单向数据采集平台是指它发射时间经预先编排的程序,在规定的时间及时间间隔以规定的速率报告数据。同时一旦传感器的测量值超过规定的门限值时,dcp便立即发射报警数据。门限值和其他信息一起由用户编入程序。
a.主要技术指标:
.天线:
型式:背射式 增益:12~16db
频率点波瓣宽度:30°~40°
极化方式:右旋园极化
驻波比:1.3 阻抗:50ω
.发射机:
功率:2~10w可调
稳定度:±1db
频率:401mhz
通道间隔:3khz
长期频率稳定度:1.5×10-6/年
寄生发射比未调制载波:<60db
调制方式:pcm-psk
调制度:±60° ±5°
.调制:
码型:biφ-l
定时误差:优于±30秒/半年
码速率:100bps
.接口:
外部数据源接口
rs-232测试编程接口rs-232c
数据存储记忆:32kbyteram
程序存储记忆:64kbyteeprom
参数记忆:2kbyte永久性ram
.电源:
10.5v~13.5v
发射时电流:2a(发射功率5w)
休眠时电流:<20ma
.环境温度:
工作温度:-20°~+55°
存储温度:-40°~+85°
.机械特性:
机箱尺寸:330×230×110mm
重量:<6.5kg
b.框图:如图1所示
图1 单向数据采集平台
3.4 用户数据中心站
用户数据中心站接收数据采集平台发来的数据,经同步解调并进行数据处理。同时接收转发器发来的导频信号,用来校正卫星上频率漂移。
根据dcp的单点频和多点频的工作方式,用户数据中心站也有两种类型:单点频接收站和多点频接收站。
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