摘要 通信卫星监控和数据采集系统(sscada)专用于低数据速率卫星通信，可构成高性能价格比的大区域应用的专用卫星通信网。网络结构为星状网，远端数据采集与监控平台(dcsp)(即远端站)由一个全双工的星状网中的普通中心站控制。适于低成本解决传统的低数据速率卫星通信领域的难题，例如频率稳定性、相位噪声、抗干扰等。灵活的接口和协议选择为数据采集、远端监测、控制和交互应用等提供了高性能价格比的解决方案。通过模块设计可以进一部扩展网络功能。这就确保在适应网络功能需求和可用性的前提下最大限度的降低系统成本。它可应用于scada远端监控和数据采集、交互式数据通信、点到点及点到多点的数据通信等。
关键词 通信卫星 监控 数据采集
1 项目背景
我们从1989年至今致力于通信卫星数据采集系统设备开发工作，ⅰ型产品已经应用于辽宁省太子河流域防汛调度自动化工程中，它由16个遥测站(dcp)、两个数据中心接收站及通信卫星转发器组成。针对ⅰ型产品在应用过程中发现的系统稳定性差、rf点频方式换频不便、频率漂移和dcp平台体积太大安装不便等不足，1994至1996年进行了ⅱ型产品的开发，研制生产了一套中心接收站及一套dcp小站，并完成了星地系统联调及系统演示工作。该产品采用了频率综合技术提高了设备的适应性，在稳定性、可靠性、小型化方面有了很大改进。由于我们技术条件、工艺水平等方面的原因加之经费所限，ⅱ型产品尚需在实用性、可靠性、产品化等方面做进一步的改善。ⅰ、ⅱ型卫星数据采集系统均为单向数据卫星网，我们正进一步研制开发ⅲ型双向卫星通信系统即：通信卫星监控和数据采集系统(sscada)。
2 系统简介
通信卫星监控和数据采集系统(sscada)是专门设计用于低速率数据采集与监控的双向卫星通信网，由远端数据采集与监控平台(dcsp)即远端站、小型中心站(mhub)和卫星转发器组成，可构成低成本、高性能的大区域专用卫星通信网。远端数据采集与监控平台由一个全双工的星状网中的普通中心站控制。特殊的设计可低成本解决传统的低数据速率卫星通信领域的难题，例如频率稳定性、相位噪声和抗干扰等。灵活的接口设计和协议选择为数据采集、远端监测、控制和交互应用等提供了高性能价格比的解决方案。通过模块化设计可进一步扩展系统的功能。这就确保在最低成本前提下提高系统可用性。系统设计的宗旨是使主站尽量简洁和低费用，再加上低价格的远端站，系统在地球站设备方面的花费就很低了。天线直径很小，这样就使安装费用和时间降至最低。卫星功率和带宽的有效利用降低了网络运行费用，特别低的功率和带宽需求，与传统的卫星通信系统比较几乎可以忽略卫星转发器的费用，即使是较小的网络也可以有较低费用的解决方案。远端站由三个具有室外工作特性的电子单元构成，电子单元专为适应室外操作环境而设计，可在恶劣环境条件下使用，低功耗设计使远端站可由太阳能供电工作。系统网络结构如图1所示，卫星监控和数据采集系统性能如下：
.速率：300-9600bps
.小型地球站：主站天线口径通常为1.2米，根据需要可以更大。
.远端站：天线口径可以小到55-90厘米。
.出站信道在图上由固定箭头表示，它不停地运转，向各个远端站发出寻址和控制指令。
.各远端站通过时分方式和随机存取方式共用入站信道。
.一个标准586以上pc监控终端是与用户计算机系统连通的网桥，它同时运行网络管理软件系统。
.可以使用任何通用ku波段转发器。
.电路交换协议：该系统网络支持工业标准异步通信，例如点对点、组或多路广播或与拨号连接兼容的贺氏modem应用。
.可选择安装x.25接口。
.闭环网络：该系统专为单一用户设计，而且用户不再需要对地球站的其他控制和命令支付费用，整个网络性能稳定不变且每年的运行费用低廉，不需再为每一信息付费。
图1 系统网络结构
3 系统介绍
3.1 网络结构
系统由下列各部分组成，如图1所示：
主站：远端站：
-天线和集成rf前端-天线和集成rf前端
-主单元-主单元
-监控终端-用户接口单元
-参考晶振单元
-用户单元
系统主要特性：
*低数据速率，300-9600bps
*小型天线：远端站：55-90厘米
主站：1.2米或1.8米
*可以使用任何ku波段转发器。
3.2 主站
主站包括：带rf前端的天线、主单元、监控终端(网络管理系统和用户应用交换接口)、用户单元和参考频率单元。
主站采用偏馈天线，天线直径通常为1.2米，用于发射和接收频率ku频段信号。对于大型网络可以选择更高性
