地面系统

卫星通信系统中的陆地通信部分

地面系统是卫星通信系统中的陆地通信部分，卫星地面系统是对整个航天器提供控制和数据支持的系统。

定义

地面系统是卫星通信系统中的陆地通信部分，卫星地面系统是对整个航天器提供控制和数据支持的系统。航天器及其有效载荷在运行期间，地面系统都需要对其状态进行监视和控制，包括轨道位置、航天器位置状态、有效载荷的工作状态以及其他维护航天器正常运行所需要的参数。卫星地面系统的另一项工作内容是下载接收有效载荷所获得的飞行任务数据，即遥感数据，同时还向航天器上传按地面要求而变更的飞行任务安排等指令，所以，卫星地面系统既是维护航天器正常工作的支持系统，又是数据用户与航天器之间的信息交换中心。如图《数据用户、地面系统和航天器之间的关系》表示了数据用户、地面系统和航天器之间的关系。一般完整的地面系统是一个复杂的地面测控网，包括控制中心、由地面站和测量船和测量飞机组成的测控站等。

工作原理

星、地数据传输过程，由卫星把原始数据传送给数据收集、遥测和跟踪站，然后通过地面通信系统把数据(包括卫星工程遥测数据和数据收集平台数据)传送到地面计算机系统及其控制中心。

另一方面，地面计算机系统将数据传送给数据收集、遥测和跟踪站，然后发送给卫星。发送给卫星的数据，包括处理过的数据(图像)和其他气象资料(转发给数据用户站的数据和数据收集平台的询问信号)以及卫星控制指令。

数据收集、遥测和跟踪站可将测距信号通过卫星转发给地面脉冲转发站。然后，这些信号按预定线路返回，用以确定卫星在轨道上的位置。

还有一个独立的数据传输线路，包括把其他地面站接收的卫星的图像数据发送给卫星，然后，通过卫星转发给用户站。

在紧急情况下，其他地面站在卫星发射期间也可以承担控制卫星的任务。

典型的地面系统

为了支持实际的空间飞行任务运营，地面系统通常必须同时为几个位于不同轨道的航天器提供较大的覆盖，且地面系统的利用率要高，安全性要好。对于军事飞行任务，还要求地面系统生存能力强。这样一个系统往往包括许多单元，且可有几种不同的配置。如图《典型的地面系统》是一个真实的地面系统，它包括几个标准站及少数几个能力有限的辅助站，设在飞机、船或陆地上。

辅助站使用的设备与正规站的相类似，具有雷达跟踪、遥测、数据接收及备用指令等功能，因而它们可填补覆盖的空隙。

实际的地面系统在不同地点可以设置多个控制中心。如前所述，一些POCC靠近SOCC，另一些可远离SOCC。在基本的地面系统中，我们把SOCC作为主控制中心，它与主MCC设在一起，这两个主控中心都配有遥控中心。

多个控制中心可互为冗余，在遭受攻击时，系统不易被摧毁，且具有灵活性，在执行任务的不同阶段允许各个中心来回作为主控制中心。

地面系统各组成单元名目繁多，且地理位置分散，从而使系统设计复杂化。比如，通常每一处位置都必须拥有其自己的同步定时系统，这与前面讨论过的集中式地面系统相似。而分散系统需要几套实际的设施，其中包括不同的管理机构，复杂的维修和后勤网络，可靠的通信链路等，所有这些对远距离各单元来说是难以实现的，且耗资巨大。

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