衛星地面站

任何一條衛星通信線路都包括發端和收端地面站、上行和下行線路以及通信衛星轉發器。可見，地面站是衛星通信系統中的一個重要組成部分。地面站的基本作用是向衛星發射信號，同時接收由其它地面站經衛星轉發來的信號。各種用途的地面站略有差異，但基本設施相同。

基本介紹

• 中文名：衛星地面站
• 外文名：Satellite Earth Stations

介紹

任何一條衛星通信線路都包括發端和收端地面站、上行和下行線路以及通信衛星轉發器。可見，地面站是衛星通信系統中的一個重要組成部分。地面站的基本作用是向衛星發射信號，同時接收由其它地面站經衛星轉發來的信號。

中國遙感衛星地面站是為全國提供衛星遙感數據及空間遙感信息服務的非營利性社會公益型裝置，也是我國對地觀測領域的國家級核心基礎設施。中國遙感衛星地面站作為國際資源衛星地面站網成員，是世界上接收與處理衛星數量最多的地面站之一，數據分發服務量居於世界前四位。

地面站的分類

根據衛星通信系統的性質和用途的不同，可有不同形式的地面站，如：按站址的固足與否、G/T值的大小、用途、天線口徑以及傳輸信號的特徵等多種方法來分類。

按站址特徵

可分為固定站、移動站(如艦載站、機載站和車載站等)、可拆卸站(短時間能拆卸轉移地點的站)。在固足站中又可分為大型標準站和小型非標準站，前者多用於國際通信和國內大城市間的通信，而後者多用於國內中、小城市或軍事通信；移動式地面站特別是車載站，由於它機動靈活，在軍事通信中有廣泛的套用_

按G/T值

地面站性能指數G/T值是反映地面站接收系統的一項重要技術性能指標，其中G為接收天線增益，T為表示接收系統噪聲性能的等效噪聲溫度。G/T值越大，說明地面站接收系統的性能越好。

按用途

可分為民用、軍用、廣播、航海、實驗等地面站。

按天線口徑

可分為1米站、5米站、10米站以及30米站等等。

按傳輸信號

可分為模擬通信站和數字通信站。

地面站的組成

在各種衛星通信系統中所用的地面站是多種多樣的，而一個典型的雙工地面站設備應當包括信道終端分系統、大功率發射分系統、高靈敏度接收分系統、天線饋電分系統、伺服跟蹤分系統、電源分系統以及監控分系統等部分。

信道終端

信道終端分系統中發端設備的作用是對基帶信號進行處理，並對中頻(如70MHz)進行調製；收端設備的作用與上述過程相反。

信道終端設備，按其處理信號開工的不同可分為模擬制信道終端設備和數字式信道終端設備；按通信業務可分為電視、電話、數據等信道終端設備。

各單元功能如下：電話基帶處理單元的作用是將發終端送來的頻分復用基帶信號進行處理，即進行予加重、自動增益控制、峰值限幅、加入能量擴散信號和加入導頻信號等；頻率調製器單元的作用是用基帶處理單元輸出的信號對70MHz的中頻調頻信號；中頻放大單元的作用是放大中頻調頻信號，並對幅頻特性和群時延特性進行一定的均衡。

發射

在標準地面站中，需要向衛星發射幾百瓦以至十幾千瓦的大功率微波信號，為了實現多址通信，還常常向其它地面站同時發射數個載波。因此，地面站應能在高電壓、大功率、寬頻帶和多載波的情況下工作。此系統包括上變頻器、自動功率控制器、發射波合成器、激勵器和大功率放大器等部分。

從發終端送來的中頻寬頻調頻信號經上變頻器(一般採用參量變頻器)變換成微波信號。上變頻器的所用的本機振盪頻率由本振(又叫泵源)產生，本振一般採用晶振鎖相倍頻的方法，以產生頻率穩足度很高的微波振盪頻率。

天線

地面站的天線好像一口大鍋，面向通信衛星，它的直徑一般是10。30米，由天線本身、饋電部分、跟蹤部分和驅動部分組成

通信監控

負責對地面站內的各種設備進行監視、控制和定期測試

電源

為全部地面站設備提供電源。

設計要點

①選址應遠離市區，避免高大障礙物遮擋和電波干擾。天線主波束的方向必須避開居民點，以防天線產生的高頻電波影響人體健康。站址地基條件要好。

②總體布局一般由天線和中央控制室以及儀表測試室等組成主體建築。主體建築、輔助用房和生活用房均按功能分區布置。如1973年建成的上海國際衛星通信地面站將主體建築布置在場地後部中央地段，輔助用房和生活用房布置在兩翼。

③天線基礎設計要求嚴格，地基要有足夠剛度。有不少地面站的天線基礎直接設在天然岩石地基上，以保證使用上的高精度要求。

④中央控制室需設空調，一般室溫要求冬季在20℃以上,夏季低於25℃；相對濕度不大於70%。中央控制室要作隔振和吸聲處理，以免空調系統影響通信設備。

⑤供電設計可靠性要求高，除具備兩路外線電源和一路備用電源外，還要有自動切換裝置或確保交流電不間斷的電源設備。

衛星通信

自1957年第一顆人造地球衛星升空以來，人造衛星即被廣泛套用於通信廣播、電視等領域。1965年第一顆商用國際通信衛星被送入大西洋上空同步軌道，開始了利用靜止衛星的商業通信。　衛星通信系統由衛星和地面站兩部分組成。衛星在空中起中繼站的作用，即把地面站發上來的電磁波放大後再返送回另一地面站。地面站則是衛星系統與地面公眾網的接口，地面用戶通過地面站出入衛星系統形成鏈路。由於靜止衛星在赤道上空3600Km，它繞地球一周時間恰好與地球自轉一周（23小時56分4秒）一致，從地面看上去如同靜止不動一般。三顆相距120°的衛星就能覆蓋整個赤道圓周。故衛星通信易於實現越洋和洲際通信。最適合衛星通信的頻率是1～10GHz頻段。為了滿足越來越多的需求，已開始研究套用新的頻段，如12GHz，14GHz，20GHz及30GHz.

衛星通信的主要優點：通信範圍大；不易受陸地災害影響；建設速度快；易於實現廣播和多址通信；電路和話務量可靈活調整；同一信通可用於不同方向和不同區域。

我國地面站

中國遙感衛星地面站1986年建成並投入運行，鄧小平同志為地面站親筆題寫站名。中國遙感衛星地面站是國家重大科技基礎設施，也是國際資源衛星地面站網成員。

中國遙感衛星地面站

中國遙感衛星地面站是世界上接收與處理衛星數量最多的機構之一，目前存有1986年以來的各類衛星數據資料400萬景，是我國時間最長的對地觀測衛星數據歷史檔案庫。地面站建有密雲、喀什、三亞、昆明4個衛星接收站，具有覆蓋我國全部領土和亞洲70%陸地區域的衛星數據實時接收能力。

密雲衛星接收站1986年開始運行，擁有7座大口徑接收天線及數據接收、記錄和數據傳輸設施，接收範圍覆蓋我國中部、東北地區及相鄰境外地區。

密雲衛星地面站

喀什衛星接收站2008年投入運行，擁有5套12米數據接收天線系統，接收範圍覆蓋我國西部以及中亞鄰國等區域。

三亞衛星接收站2010年投入運行，擁有5套12米數據接收天線系統，接收範圍覆蓋我國南海以及東南亞鄰國等區域。

昆明衛星接收站2016年部署完成，目前擁有1套7.3米數據接收天線系統，接收範圍覆蓋我國西南以及周邊地區。

經過三十年的不斷發展，地面站已形成了完整的衛星數據接收、傳輸、存檔、處理、分發體系，即以北京總部的運行管理與數據處理中心、密雲站、喀什站、三亞站、昆明站為數據接收網的運行格局。數據接收系統、數據傳輸系統、數據處理系統、數據管理系統、數據檢索與技術服務系統協同運行，成為我國對地觀測領域的核心基礎設施之一。

1986年，地面站開始接收和處理美國LANDSAT-5衛星光學衛星數據。1993年，開始接收和處理歐空局ERS-1和日本JERS-1衛星合成孔徑雷達（SAR）數據，實現了全天時和全天候的對地觀測。1997和2008年，分別實現加拿大RADARSAT-1和RADARSAT-2衛星數據的接收和處理，擁有了國際最先進的民用合成孔徑雷達觀測數據源，多模式、全極化、高空間解析度等成為其突出的優勢。2002年開始接收和處理的法國SPOT-5衛星，以其靈活的觀測模式、較高的空間解析度、高質量的可靠運行，成為最成功的業務化運行衛星之一。2015年，地面站開始接收和處理的法國Pleiades衛星數據，其空間解析度達到0.5米，是到目前地面站所接收的最高解析度的衛星數據。

從1999年開始，我國所發射的一系列對地觀測衛星均由地面站負責接收，包括CBERS-01、CBERS-02、CBERS-02B、HJ-1A、HJ-1B、HJ-1C、資源一號02C、資源三號、實踐九號A、B、高分一號、高分二號、CBERS-04等衛星。

2011年，中國科學院空間科學戰略性先導科技專項正式啟動，地面站承擔近地軌道空間科學衛星的跟蹤、接收、記錄和傳輸任務，從而將數據接收業務從對地觀測領域拓展至空間科學領域。2015年，地面站成功實現了我國空間科學首發星-暗物質粒子探測衛星的數據接收。