[科普中國]-地球站

定義

地面站，地球站或地球終端是設(shè)計用于利用航天器（構(gòu)成航天器系統(tǒng)的地面部分的一部分）的電信或者接收來自天文無線電源的無線電波的地面無線電站。 地面站可能位于地球表面或其大氣中。1地球站通過在超高頻或極高頻帶（例如微波）中發(fā)射和接收無線電波與航天器通信。 當(dāng)?shù)孛嬲境晒Φ叵蚩臻g飛行器發(fā)射無線電波（或反之亦然）時，它建立了電信鏈路。 地面站的主要電信設(shè)備是拋物面天線。

組成天線分系統(tǒng)由天線、饋電、驅(qū)動、跟蹤等設(shè)備組成，用于完成對衛(wèi)星的高精度跟蹤及高效率地發(fā)射、低損耗地接收無線電信號。

發(fā)射放大分系統(tǒng)主要由高功率放大器提供大功率發(fā)射信號，可達10kW。

接收放大分系統(tǒng)主要是由低噪聲放大器對接收的微弱線號提供放大。它們也被稱做射頻單元。

地面通信設(shè)備分系統(tǒng)包括調(diào)制器、上變頻器、下變頻器和解調(diào)器。終端分系統(tǒng)用于與地面通信網(wǎng)的連接。通信控制分系統(tǒng)用于監(jiān)視各個分系統(tǒng)的工作狀態(tài)，切換主、備用設(shè)備，提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘及勤務(wù)通信。

電信端口電信端口、是一個衛(wèi)星地面站，其作為連接衛(wèi)星或地心軌道網(wǎng)絡(luò)與地面電信網(wǎng)絡(luò)（例如因特網(wǎng)）的集線器。傳送器可以在其他電信功能中提供各種廣播服務(wù)，例如上傳計算機程序或通過上行鏈路向衛(wèi)星發(fā)出命令。

地球終端復(fù)合體在聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)1037C中，美國總務(wù)管理局將地面終端復(fù)合體定義為將地面終端（地面站）集成到電信網(wǎng)絡(luò)中所必需的設(shè)備和設(shè)施的集合。

衛(wèi)星通信標(biāo)準(zhǔn)國際電聯(lián)無線電通信部門（ITU-R）是國際電信聯(lián)盟的一個部門，它編纂了通過多國話語商定的國際標(biāo)準(zhǔn)。從1927年到1932年，目前由ITU-R管理的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章由國際無線電咨詢委員會管理。

除了ITU-R確定的標(biāo)準(zhǔn)體系之外，每個主要衛(wèi)星運營商還提供地面站必須滿足的技術(shù)要求和標(biāo)準(zhǔn)，以便與運營商的衛(wèi)星進行通信。例如，Intelsat出版了Intelsat地球站標(biāo)準(zhǔn)（IESS：Intelsat Earth Station Standards），其中除其他外，通過其拋物面天線的能力將地面站分類，并預(yù)先批準(zhǔn)某些天線模型。 Eutelsat發(fā)布類似的標(biāo)準(zhǔn)和要求，如Eutelsat地球站標(biāo)準(zhǔn)（EESS：Eutelsat Earth Station Standards）。2

分類地球站可分為固定式地球站、可搬運地球站、便攜式地球站、移動地球站以及手持式衛(wèi)星移動終端。

地面站可以具有固定或巡航位置。 國際電聯(lián)《無線電規(guī)則》第三章第1條3描述了各種類型的固定和移動地面站及其相互關(guān)系。專用衛(wèi)星地球站用于與衛(wèi)星通信 ，主要是通信衛(wèi)星。 其他地面站與載人空間站或無人空間探測器進行通信。 要接收遙測數(shù)據(jù)或跟蹤不在對地靜止軌道中的衛(wèi)星的地面站被稱為跟蹤站。

應(yīng)用實例監(jiān)測系統(tǒng)《衛(wèi)星廣播電視地球站抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)與關(guān)鍵技術(shù)研究》

廣播電視的衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)采用開放的、無線遠程、點對面的傳輸模式,極易受到干擾。從衛(wèi)星廣播電視系統(tǒng)的有效載荷入手,著重分析透明轉(zhuǎn)發(fā)器在干擾情況下的性能,并從衛(wèi)星、地球站和地球站的監(jiān)控系統(tǒng)三個方面總結(jié)了抗干擾的若干措施，分析下行信道參數(shù)的變化過程,并以此為依據(jù)提出了下行信道參數(shù)比對結(jié)合上行信道參數(shù)綜合判斷的抗干擾監(jiān)控方案。該抗干擾監(jiān)控系統(tǒng)成功運用到某衛(wèi)星地球站后,極大提高了該地球站傳輸故障定位和干擾判斷的準(zhǔn)確性和處理的及時性,并將干擾的處理時間縮短為秒級水平,真正實現(xiàn)了該地球站的全自動化運行管理。4

跟蹤系統(tǒng)《便攜式衛(wèi)星通信地球站衛(wèi)星跟蹤技術(shù)的研究與實現(xiàn)》

在對星搜索和畫框跟蹤兩個跟蹤過程提出改進，并在此過程使用步長可變，解決跟蹤精度與速度之間矛盾，并通過設(shè)置參考衛(wèi)星等措施解決誤跟蹤問題。最后實現(xiàn)整個通信系統(tǒng)。對星搜索過程主要實現(xiàn)尋求一個高于門限值的AGC電平值，然后進入畫框跟蹤進行粗跟蹤，最終通過十字跟蹤精確對準(zhǔn)衛(wèi)星AGC電平最高值。對星搜索的主要改進是利用求偏導(dǎo)對尋星路徑改為梯度方向跟蹤，即最優(yōu)路徑步進跟蹤，提高跟蹤速度。畫框跟蹤主要改進是將固定步長改為可變步長，通過步長可變改進跟蹤性能?？勺儾介L步進跟蹤技術(shù)主要是畫框跟蹤過程中通過前后AGC變化的幅度來調(diào)整步長大小，當(dāng)前后AGC變化幅度大時步長較大，反之步長較小。步長的變化既有利于在大步長排除干擾，提高速度，也有利于在小步長時提高精度。經(jīng)過測試基于可變步長的步進跟蹤技術(shù)對天線的性能有很大提升。5