高性能对地观测小卫星地面接收系统项目

“高性能对地观测小卫星地面接收系统”项目2005年1月2月项目进展报告提交单位：总参第五十七研究所课题负责人：李琨提交日期：2005-2-25小卫星地面接收系统月报概述2004年10月中旬，我所向科技部小卫星项目中期检查组做了小卫星项目研制工作情况报告。对项目的研制进展、关键技术的解决情况、研制过程中存在的问题、采取的措施做了如实的汇报。在接下来的时间里，我们按照检查组的建议加大了对小卫星地面接收系统的研制。1.1 研制工作总结根据科技部小卫星项目中期检查组对后续工作的的工程协调，地面系统土建建设，系统的运行管理，研制过程中标准化，规范化的要求。我所在后期工作中做了严密工作计划。对各分系统研制进度做了定期的工作检查。组织了系统的联调。及时发现和解决了相关问题。按月向所、处两级相关管理人员做了研制报告。小卫星地面接收系统采用的频率选择负反射面技术，X、S频段合用技术、变频的馈电双工技术、高速连续可变解调技术、记录快视的一体化设计技术都得到了很好的解决。2004年12月中旬，我所在成都双流非通地面实验站为用户举行了小卫星地面应用系统出所前的培训，并结合11米遥感地面站，为用户全面讲解了系统的业务运行流程，接收解调分系统原理、使用及维修，记录快视分系统的实时图像快视和记录、站管的业务运行。在培训过程中，用本系统实时接收了EOS AM/PM两颗卫星。收到了可靠稳定高质量的图像。在联试的过程中，我们抓紧完成了相关技术文档的编写，在编写的过程中，设有专门的质量管理人员。保证了文档的标准和规范化。系统进行联调，老炼后，于2005年1月12日完成了接收解调分系统，记录快视分系统，监控站管分系统的验收。天线分系统的研制工作已经完成，并定于2005年2月28日出所验收。本项任务时间紧，工作量大。在研制过程中所机关、处领导多次召开技术协调会，组织技术攻关，克服了时间紧、任务重、关键元器件供货紧张等困难，解决了信号变频、宽带解调、高速记录严重过程中遇到的难题。各项技术指标达到了合同研制要求。1.2 形成文档在小卫星地面接收系统后期的研制过程中形成了以下技术文档：小卫星地面接收系统技术条件，小卫星地面接收系统技术说明书，小卫星地面接收系统测试规范，天线分系统的测试规范，接收解调分系统相关技术文档及使用说明书、记录快视分系统技术文档和使用说明书、监控站管分系统技术文档和使用说明书，监控站管分系统软件测评报告。1.3 系统达到的性能指标1月12日，我所在成都双流地面站邀请北京宇视蓝图公司对我所研制的小卫星地面接收系统作了出所验收，成立了专家验收组，评审了验收测试规范，依据规范，现场测试性能指标，最后利用我所11米非通天线对系统进行实收EOS AM/PM星，收到了稳定可靠的图像。系统达到的性能指标见附录2。目前天线分系统已经完成了所内研制，各项性能指标均达到了系统要求。天线分系统定于2005年2月28日验收。1.4 出所前培训工作按照我所和北京宇视蓝图公司签订的合同规定，我所于2005年01月初在成都对用户进行了出所前的培训工作。整个培训工作严格制定了培训计划表，以授课答疑，现场参与调试，实际收星的方式对用户进行了培训工作，让用户明白小卫星地面接收系统的整体运控流程，深入了解了相关分系统技术原理。系统及分系统研制状况目前系统的接收、解调、记录工作已经完成。对EOS AM./PM星的接收、解调、记录、快视研制工作已经完成。天线分系统解决了X、S频段合用，频率选择负反射面关键技术。各项性能指标已经通过所内测试。接收解调分系统完成了8.0G8.4GHz的变频解调，变频解调的各项性能指标均达到或超过要求指标。变频的馈电，解调器的高速解调、译码都达到了要求的指标。记录快视分系统具备同时快视和记录，在线误码估计等的功能，在实际对EOS AM/PM的接收中，收到了可靠稳定的图像。 监控站管分系统，已经具备任务下达，浏览，任务生成、更新等功能。监控系统能对系统各分机进行稳定可靠的控制和调度。小卫星由于还没有相应的数据格式，目前还无法快视。整个系统已经具备现场安装、调试、验收。系统进度天饲馈分系统目前已经完成研制工作，正准备于2005年2月28日出所验收，并于3月下旬在北京宇视蓝图公司和系统一起做现场验收、移交工作。接收解调分系统、记录快视分系统、监控站管分系统、时间频率分系统已经于2005年1月12日在成都通过出所验收，计划于下月完成赴北京现场做安装、调试、验收、移交工作。1.5 研制延期原因按照原计划，系统本应该在2005年2月赴现场安装、调试、验收、移交工作。但因23所承担研制的天线分系统研制不顺利。造成系统研制完成时间延期。由于英方没有提供详细的星地接口文件和具体的传输帧格式，造成系统目前不能对小卫星进行快视处理。由于英方未及时提供详细、完整的星地接口文件(ICD文件，目前英方陆续提供了六个版本，每个版本的内容变化很大，但都不是最终版本)以及卫星模拟数据(英方在3月份的PDR评审时答应尽快提供)，对快视设备的研制带来一定的困难，尤其是对传输帧处理和小卫星的数据解压工作。具体到传输帧格式，从最开始只是笼统地说采用HDLC帧格式到现在HDLC传UDP包和ARQ包，并且帧格式介绍还不全面（不包括不压缩的数据BIL数据的传输格式）。由于信号传输使用的帧格式没有确定，而且前后版本之间差距太大，造成小卫星数据的传输帧处理工作无法正常按照原计划的时间进行开展。同时，文档最开始只是介绍采用JPEG算法进行数据压缩，没有给出具体的压缩算法和压缩算法中需要的诸如量化、Huffman编码码表等具体实现细节，也给JPEG压缩数据的解压工作造成困难，以至于工作无法按照原计划进行。1.6 采取措施 由于以上原因造成系统研制延期。23所已经制定了详细的进度管理表，每项工作设有专门的负责人。由于小卫星的数据处理不影响系统的安装、调试。为了尽快解决以上问题，我们将加紧和相关负责单位联系，尽早解决小卫星的星地接口文件和传输帧格式问题。同时，根据现有资料我们进行数据解压的工作和HDLC帧传输压缩数据的传输帧处理工作下月工作计划 计划于2005年3月7日，系统进入现场安装、调试、验收、培训、移交。目前已经制定出了详细的现场工作计划划表。对到现场的技术人员，结构人员，电工，板金工做了详细的安排。分阶段分别完成天线安装，接收解调，监控站管，记录快视，时间频率，网络摄像的设备安装，组建网络环境。系统联调，监控和运控的通信，任务计划的生成，记录快视的数据管理，系统测试，实际跟星运行等都做了相应的安排。我们将严格按照现场工作计划，努力工作，完成小卫星地面接收系统的研制工作。其下月工作计划划见附录1。风险控制及策略在小卫卫星地面接收系统出所前，系统各分系统做了长时间的拷机，然后对系统进行了联调，测试了相应的功能及性能指标，最后实际收了信号。使系统长期处于开机状态。这样保证系统运行的可靠性。在系统实际设计时，关键指标在满足用户的前提下，留有一定的余量。这样保证了系统指标可靠性。在现场安装、调试、验收过程中，我们将继续按照现场拷机、测试、验收的工作过程，严格把关。11附录1 小卫星地面接收系统总体进度计划表项目名称小卫星地面接收系统研制单位西南电子电信技术研究所项目负责人李琨、刘毅项目目的完成小卫星地面接收系统的现场安装、调试、验收、移交。开始日期2005 年 3 月 7 日预计完成日期2005 年 3 月 30 日工作项工作内容参加单位负责人时间进度安排备注起始日完成日天数天线出所验收主要指标测试23所苏小瑞2月25日2月27日3天线出所验收23所、57所、21世纪苏小瑞、王志毅2月28日2月28日1天线拆运、表面图覆及系统齐套23所苏小瑞3月1日3月6日6天线运抵现场23所苏小瑞3月7日3月7日11天线分系统安装23所苏小瑞3月7日3月13日7系统机柜安装、分系统上架、57所刘毅、潘青3月7日3月13日7设备电缆连接。57所刘毅3月7日3月10日4网络走线、网络摄像机安装。57所刘毅、周涛3月8日3月11日4监控与站管、监控与记录快视的联试。57所李琨、刘毅3月7日3月13日7接收解调分系统闭环测试57所李琨、刘毅3月7日3月13日7系统网络环境的组建、卫星状态监视软件的和监控的整合。57所刘毅、周涛3月9日3月13日5数据的管理及数据FTP传输57所刘毅、杨洪兵3月13日3月13日12监控与天线的联调57所 、23所刘毅、周涛、苏小瑞3月14日3月16日3跟星接收数据。整个系统试运行。57所、23所刘毅、周涛、陶忻、杨洪兵、苏小瑞3月14日3月20日7根据系统运行情况，完善系统功能57所 、23所刘毅、周涛、陶忻、杨洪兵、苏小瑞3月14日3月20日731 天线分系统老炼2 天线分系统指标自测试3 配合系统实际跟星。23所李琨、刘毅、苏小瑞3月21日3月27日71 接收解调分系统性能指标自测试。2 系统跟星。3 系统老炼。57所李琨、刘毅、周涛、陶忻、杨洪兵3月21日3月27日74现场培训。57所、23所李琨、刘毅、苏小瑞3月21日3月27日751 天线分系统验收。2 系统恢复。57所、21世纪23所、李琨、刘毅、苏小瑞3月28日3月30日31 接收解调分系统验收。2 记录快视分系统验收。3 站管、监控分系统验收4 系统恢复。57所、21世纪李琨、刘毅3月28日3月30日36 准备离场。3月31日3月31日编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第18页 共19页附录2 性能指标记录表小 卫 星 测 试 记 录产品名称小卫星地面接收系统任 务负责人李 琨、刘 毅承制单位西南电子电信技术研究所检验条件地点双流地面站使用仪器与设备名 称型 号序 号数据发生器HP8120037600189矢量信号发生器E4438C56802994频谱仪E4440A93794792信号源69159A972007误码仪ME520M14520功能检查功 能 项 目检 查 结 果信号接收解调分系统：输入：N型座，50欧姆符合输出：数据和时钟，BNC座，50欧姆符合解调信号种类：BPSK、QPSK(UQPSK、 SQPSK)。符合前向纠错：小卫星：40Mb/s、20Mb/s，QPSK，R=1/2非系统卷积码、K=7符合数据记录及快视：输入：数据和时钟，BNC座，50欧姆符合记录介质：磁盘符合一次性连续记录时间：15分钟符合： 记录的数据量为5G，19140行，按40Mbps回放时间记录：时间与数据同时记录在磁盘上，便于数据的管理、查询符合数据管理：可对原始数据自动管理，并 可进行误码率统计符合数据传送：千兆网网卡，数据通过局域网传送现场测试数据转存：利用DLT磁带进行数据转存。符合 利用windows自带的备份与还原工具进行记录数据容量： 100 GB符合 快视处理：满足对小卫星、EOS/AM、EOS/PM卫星遥感数据的实时快视显示小卫星现场测试EOS符合快视图像显示窗：12801024 象素符合图像显示：单通道黑白、多通道彩色合成符合站管理分系统：监控接口标准：TCP/IP或RS232完成系统各设备工作状态与工作参数的集中监视、控制和设备组配。通过“本地/远控”实现对设备的两级监控符合运行管理：任务计划、目标管理：管理能力：可管理20颗卫星。符合在新的任务开始前30分钟自动完成任务计划的安排。符合紧急任务插入时间小于10分钟。符合轨道确定： 轨道确定时间小于6小时。定轨精度：1000m。现场利用天线测角数据配合测试公共数据库：数据库软件 提供交互式用户接口和应用软件接口符合网络支持管理：网络结构：10/100M自感应网络交换机，采用5类双绞线作为传输介质。网络操作系统选用Windows 2000 Server。符合标校测试：具有对天线指向、系统跟踪、通道数据解调检测能力。未测具有对遥感数据误码和快视检测功能符合具有从接收到数据存盘记录自检功能符合技术性能指标测试技 术 性 能 指 标测 试 结 果信号接收解调分系统：工作频段：8.08.4GHz在频点8.0GhZ、8.2Ghz、8.4Ghz进行测试符合中频频率：720 MHz符合频综步距：100 kHz符合3dB信号带宽： 200 MHz符合频率稳定度：110-6/日, 110-6/ 045 C在现场用频率计数器在720Mhz接口测试动态范围：50 dB符合解调数据速率符合QPSK/SQPSK：1 120 Mb/sBPSK：0.5 60 Mb/sEOS-MODIS(AM/PM)符合小卫星解调速率，EOS AM/PM通过实际接收验证载波/时钟入锁门限（Eb/N0）：入锁门限（Eb/N0）4dB符合 粗略测试5dB误码性能：误码率在110-3到110-7范围内时，与理论值相比，解调恶化量小于2.0dB。没有720Mhz的噪声源，没有进行测试载波捕获范围：400 KHz符合时钟捕获范围： 100ppm符合数据记录及快视：数据记录速率： 0.1120Mb/s符合数据记录误码率：110-10符合 标校测试：饱和电平：输出1dB压缩点 0dBm符合相位噪声测试：频偏（Hz） 100 1K 10K 100KSSB相位噪声 -65 -75 -85 -95（dBc/Hz）100 1K 10K 100K-67 -82 -87 -95中频抑制 60dB符合信息速率：产生20Mbps、40Mbps、80Mbps（QPSK）的调制信息速率符合编码方式：差分编码、卷积编码符合输出电平步进：输出信号电平在-20-50dBm范围内1dB步进可调；输出噪声电平在-20-50dBm范围内1dB步进可调符合下变频器补充测试:镜像抑制 60dB66dB相位噪声测试：相位噪声测试：频偏（Hz） 100 1K 10K 100KSSB相位噪声 -60 -70 -80 -90（dBc/Hz）相位噪声测试：频偏（Hz） 100 1K 10K 100KSSB相位噪声 -72 -87 -85 -90（dBc/Hz）饱和电平：输出1dB压缩点 5dBm符合第 18 页 共 19 页