[实用新型]一种卫星数据采集装置

说明书

本实用新型提供了一种卫星数据采集装置，该数据采集装置包括上行数传信道、数字基带和下行数传信道；数字基带包括ADC、FPGA、DSP和DAC，FPGA分别与ADC、DSP和DAC相连；上行数传信道将采集的上行数据转换成中频信号传输至ADC，ADC将中频信号进行A/D采样，形成数字序列送入FPGA中；FPGA将数字序列重采样后形成两路调变信号进入DSP；DSP通过FPGA将需下发的下行数据传输至DAC；DAC将下行数据进行模块转化和下变频处理后形成的下行调制信号送入下行数传信道回传到地面基站。本实用新型能够实现数据采集与传输、广播分发、模拟遥测遥控等多种功能，提升了装置信号处理能力。

技术领域

本实用新型涉及一种数据采集装置，尤其涉及一种卫星数据采集装置，属于卫星测控通信领域。

背景技术

目前卫星物料网多用于采集海洋数据、河流数据、环境检测数据、天气数据、森林数据、动物的迁徙跟踪等。

如在20世纪70年代建立的专门用于海洋监测和气象预报的数据采集系统，美国就利用3颗静止轨道气象卫星(GOES)对本土的气象和海洋进行监测，日本也通过利用GMS对地静止气象卫星建立了用于收集气象资料的数据采集系统。1979年以来，国际海海洋组织一共发射了三颗装载有DCS有效载荷的海事卫星，通过存储转发的方式向地面发送低速数据。

而目前卫星物联网采用的相对比较成熟的DCS系统主要有ORBCO MM系统和Argos系统。

ORBCOMM是美国轨道通信公司开发运营的首个全球双向短数据卫星采集和通信系统，截至2012年底，共有26颗在轨卫星提供服务。ORBCOMM卫星载荷的通信链路工作在VHF/UHF频段，当用户终端自发编排好信息或通过传感器采集好数据后，终端向卫星上传该短数据信息。然后，卫星将该短数据信息转发至某个关口地面站，并由该地面站将信息转发至网络控制中心。最后，网络控制中心通过多种地面通信方式将信息传送到用户管理中心，并由用户管理中心对信息进行分发至该信息需求用户终端，从而实现短数据信息的采集与下传；同样，短数据信息也可以按相反的方向传送，即由用户管理中心将收集到的用户终端短数据信息传送到网络控制中心，通过关口地面站上传至卫星，再由卫星下传到该信息需求用户终端。凭借这样的通信体制，管理者就可以在自己的管理中心对远端的作业者(包括各种作业工具/设备)，进行实时监控和指挥调度。用户终端使用的是较低成本的VHF电子设备，这种设备天线设计简单、结构紧凑、安装灵活、功耗低，可由长寿命电池供电，但是数据通信受频段限制，所以目前ORBCOMM系统被重点应用在对固定资产的监护和野生动物的跟踪保护这两个方面。

Argos是法国国家空间研究中心和美国宇航局和海洋大气局合作的第一个全球定位和数据收集系统，它安装在圆极轨道的泰罗斯-N系列卫星上，为分布在海洋、陆地和空中的固定平台进行定位和数据采集工作。Argos系统自1978年建成以来，按时间排序主要有Argos-1、Argos-2、Argos-3。Argos-1系统DCS设备已经淘汰，现阶段主要使用Argos-2系统DCS设备，Argos-3同Argos-2系统DCS设备的区别是增加了双向链路通信。

Argos系统主要由空间段、地面段和终端段三个部分组成，该系统的工作原理是利用卫星搭载的空间段设备接收、储存地面终端发射的信号，再通过卫星转发器数传信道将信号转发至地面段。地面段设备将接收到的数据进行处理，计算并转换成可以被研究者直接使用的经度、纬度坐标和其他数据，最后通过互联网或者其他通信网络将数据传送给用户。Argos系统的终端段包括各类地面卫星通信发射机，一般具有数据采集和发射能力，可根据不同的需要，灵活配置各种功能，可以集成于不同的应用系统。一般将其称作“Platform Transmitter Terminal”(简称为PTT)。根据不同的需要，Argos卫星PTT可以组装成各种不同的形式，例如可以安装在浮标等各种平台上进行数据采集、传输，可以安装在动物身体上进行动物的迁徙跟踪等。