GB/T 33987-2017 SXKa三频低轨遥感卫星地面接收系统技术要求 GB/T33987-2017 标准压缩包解压密码：www.bzxz.net

ICS33.200
中华人民共和国国家标准
GB/T33987—2017
S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面
接收系统技术要求
Technical specifications of S/x/Ka tri-band ground receiving system forLEOremotesensing satellite
2017-07-12发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-02-01实施
GB/T33987—2017
规范性引用文件
术语和定义
符号和缩略语
系统功能及技术指标
系统组成
系统功能
系统技术指标
6分系统及功能部件要求
天馈分系统
天线座架分系统
伺服分系统
跟踪接收分系统
数据记录与快视分系统
测试分系统*
站监控管理分系统
6.8技术支持分系统
7其他要求
参考文献
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。本标准由中国科学院提出。
本标准由全国遥感技术标准化技术委员会（SAC/TC327)归口。GB/T33987-—2017
本标准起草单位：中国科学院遥感与数字地球研究所、中国电子科技集团公司第三十九研究所、中国科学院光电研究院、清华大学本标准主要起草人：王万玉、张洪群、李安、林波涛、冯旭祥、王永华、陈金树、胡坚、王建平、王强、李凡、何元春、刘智、李子扬、孟凡荣、汪超亮、贾媛媛、王新鸿。I
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GB/T33987—2017
随着对地观测技术及遥感应用需求的发展，在轨卫星的数量不断增加，卫星有效载荷的分辨率（包括时间分辨率，空间分辨率，辐射分辨率，光谱分辨率等）不断提高，其在相同的时间获取的原始数据量倍增，导致星地链路需要传输的信息速率越来越高。为缓解遥感观测获取能力持续增长与数据传输能力难以大幅度提升的矛盾，宽带高速传输已经成为星地数据传输发展的必然趋势。为解决遥感信息与数据传输能力之间的矛盾，双圆极化频率复用，Ka频段数据传输，高阶调制解调和高效编译码方式，可变编码调制（VCM）数传体制等已成为对地观测卫星数据传输的发展趋势，相应的对地面数据接收系统也提出了更高，更新的技术要求。S/X/Ka三频段地面接收系统用于低轨遥感卫星下行数据的接收、记录，将成为遥感卫星数据地面接收系统的发展趋势。由于缺乏相应的标准及规范，使得S/X/Ka三频低轨遥感卫星数据地面接收系统的设计及工程建设缺乏技术指标制定与性能评价的依据。研究、制定S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面接收系统技术要求，为工程系统的开发研制、测试验收提供技术指标制定与性能评价的依据，降低工程建设的技术风险，已成为地面接收系统建设中一项重要和关键的技术需求。
本标准依据国内外对地观测卫星的发展需求及对地面接收系统的技术要求，并结合国内外目前的技术水平及研制能力，对S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面接收系统的功能和技术指标要求等进行规范对其他的接收高码速率卫星数据的低轨卫星地面接收系统，如X.Ka单频段及S/X.S/Ka双频段等地面接收系统可参照使用。
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1范围
S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面
接收系统技术要求
本标准规定了S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面接收系统的功能和技术指标。GB/T33987—2017
本标准适用于接收低轨遥感卫星的S/X/Ka三频地面接收系统建设或改造的技术指标制定及性能评价，其他接收高码速率卫星数据的低轨卫星地面接收系统（如X、Ka单频段及S/X、S/Ka双频段等）可参照使用。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB50343建筑物电子信息系统防雷技术规范CCSDS131.o-B-2同步和信道编码（TMSynchronizationandChannelCoding）ETSIEN302307-1V1.4.1数字视频广播应用于广播、互动服务、新闻采访与其他宽带卫星应用的第二代顿结构、信道编码和调制系统第1部分：卫星数字化视频广播第二代标准（DigitalVideoBroadcasting (DVB),Second generation framing structure,channel coding and modulation systemsfor Broadcasting,Interactive Services,News Gathering and other broadband satellite applications;Part1:DVB-S2)
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1
增益与噪声温度比
Ggaintonoisetemperatureratio接收系统增益与接收系统等效噪声温度在同一参考点之比值。3.2
误比特率biterrorrate
在一定时间内收到的数字信号中发生差错的比特数与同一时间内所接收到的数字信号的总比特数之比。
trackingaccuracy
跟踪精度
在自动跟踪方式下，天线波束电轴的实际指向与目标理想指向之间的偏差。3.4
指向精度
pointing accuracy
天线波束电轴的实际指向与命令指向之间的偏差。1
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天线增益
antenna gain
在相同辐射功率条件下，天线最大辐射方向每单位立体角内辐射的功率与各向同性天线在每单位立体角内辐射的功率之比值。
天线噪声温度
antenna noise temperature
天线所接收到的噪声和天线本身的噪声总和。3.7
半功率波束宽度
half power beamwidth
天线主波束峰值向轴向两侧各下降3dB处的波束宽度。3.8
voltage axial ratio
电压轴比
垂直于电磁波传播方向的平面内，极化椭圆电压长轴与短轴之比值。3.9
voltage standing wave ratio
电压驻波比
传输线上电压波腹与波节电压幅度之比值。3.10
伺服带宽
servo bandwidth
闭环系统的频带的边界频率，即闭环系统幅频响应衰减到一3dB时的频率。3.11
动态范围
dynamic range
在保证接收数据质量的前提下，系统允许输入信号功率变化的最大范围。3.12
原始数据
raw data
地面接收站接收到卫星下行数据后，经解调后的数据。3.13
快视处理
quick look processing
对遥感卫星下行数据经顿同步、解格式、成像以及采样等处理后形成快视图像数据并进行显示。3.14
low earth orbit
高度在2000km以下的轨道。
4符号和缩略语
下列符号和缩略语适用于本文件，AGC：自动增益控制（AutomaticGainControl)AQPSK：异步正交相移键控（AsynchronousQuadraturePhaseShiftKeying）ASCIl：信息交换的美国标准代码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）AZ/EL：方位/俯仰（Azimuth/Elevation）BER：误比特率（BitErrorRate）BPSK：二相相移键控（BinaryPhaseShiftKeying）CRC：循环穴余校验（CyclicRedundancyCheck）DNRZ：差分不归零码(DifferentialNonReturntoZero）2
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Eb/N。每比特能量与噪声功率谱密度比（EnergyPerBittoNoiseDensityRatio）ECL：发射极耦合电路（EmitterCoupledLogic）f：工作频率（Frequency）
GMSK：高斯滤波最小频移键控（GaussianFilteredMinimumShiftKeying）GPS：全球定位系统（GlobalPositioningSystem）G/T：增益与噪声温度比（GaintoNoiseTemperatureRatio）I：同相位（In-phase)
IRIG：靶场仪器组（InterRangeInstrumentationGroup）LDPC低密度奇偶校验码(LowDensityParityCheckCodeLEO：低轨（LowEarthOrbit)
LNA：低噪声放大器（LowNoiseAmplifier）LHCP：左旋圆极化（LeftHandCircularPolarization）MTBF：平均无故障时间（MeanTimeBetweenFailure）MTTR：平均故障修复时间（MeanTimeToRepair）NTP：网络时间协议（NetworkTimeProtocol)NRZ.不归零码(NonReturntoZero）NRZ-L：不归零电平码(NonReturntoZeroLevel)NRZ-M.不归零传号码（NonReturntoZeroMark）NRZ-S：不归零空号码（NonReturntoZeroSpace)O/SQPSK：偏置四相相移键控（OffsetQuadraturePhaseShiftKeying）PCM：脉冲编码调制（PulseCodeModulation）PN：伪噪声（PseudoNoise）
PPS：秒脉冲(PulsePerSecond)
Q：90度相移（Quadrature）
QPSK：四相相移键控（QuadraturePhaseShiftKeying）RHCP：右旋圆极化（RightHandCircularPolarization）RMS：均方根误差（RootMeanSquare）RS.RS码(Reed-Solomon)
SAR：合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar）TCP/IP：传输控制协议/网际协议（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）VCM：可变编码调制（VariableCodingandModulation）8PSK：8相移键控(8PhaseShiftKeying)16QAM：16正交幅度调制（16QuadratureAmplitudeModulation）16APSK.16振幅相移键控（16AmplitudePhaseShiftKeying）32APSK：32振幅相移键控（32AmplitudePhaseShiftKeying）5系统功能及技术指标
5.1系统组成
S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面接收系统由天馈分系统，天线座架分系统，伺服分系统，跟踪接收分系统、数据记录与快视分系统、测试分系统、站监控管理分系统及技术支持分系统组成，典型系统组成如图1所示。
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分系统
天线座架
分系统
分系统
数据流
控制流
跟踪接收
分系统
技术支持
分系统
分系统
局域网
数据记录
与快视
分系统
站监控管理
分系统
图1S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面接收系统组成示意图5.2系统功能
S/X/Ka三频低轨遥感卫星地面接收系统具备以下功能，但系统功能可不限于此：a）全天候、多遥感卫星数据接收；S/X/Ka三频段自动跟踪、自动切换；b)s
LEO卫星全半球自动跟踪；
S/X/Ka频段遥感卫星数据实时接收记录：d)
X/Ka频段双圆极化频率复用；
适应多种调制解调、多种高效编译码方式；f
适应卫星下行数据的VCM数传体制；链路幅频特性自动均衡；
原始数据实时/准实时传输，支持断点续传；i
解决多星接收计划冲突、生成接收计划，实现远程监控管理；k)
全自动运行、自动测试、监控管理；保证站内统一时标的高精度时统系统，并为记录分系统提供时码。5.3
系统技术指标
系统工作频段
系统的工作频段包括：
a）S频段：2.2GHz2.3GHz;
b）X频段：7.75GHz～9.0GHz；
c）Ka频段.25.0GHz～27.5GHz。5.3.2增益与噪声温度比
系统各频段的G/T（晴朗天空、仰角5°环境温度23℃）包括：a）S频段：≥21.0dB/K
b）X频段：≥35.0dB/K；
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c）Ka频段：≥41.0dB/K。
3系统误码性能
误比特率（10E-5~10E-7）时，E，/N。偏离理论值：a)≤2.0dB(10Mbps~600Mbps);
b）≤2.5dB(600Mbps~1200Mbps)；c)≤3.5dB(1200Mbps~2500Mbps)。系统最低工作仰角
系统最低工作仰角为：5°。
5系统跟踪精度
系统各频段的跟踪精度为：
a）S频段：≤1/25半功率波束宽度；b）X/Ka频段：≤1/10半功率波束宽度。5.3.6bzxZ.net
系统指向精度
系统各频段的指向精度为：
a）S/X频段：≤1/10半功率波束宽度；b）Ka频段：≤1/5半功率波束宽度5.3.7AZ/EL交叉耦合
AZ/EL交叉耦合：≤1/8。
分系统及功能部件要求
6.1天馈分系统
天馈分系统的技术指标为：
a）工作频段：同5.3.1的工作频段，b）
天线面精度：
1）主反射面：≤0.30mm（RMS)；2）副反射面：≤o.15mm（RMS）。c）极化方式：
1）S频段跟踪和数据通道左或右旋圆极化可选；2）X/Ka频段跟踪通道左或右旋圆极化可选：3）X/Ka频段数据通道左和右旋圆极化同时工作。d
天线增益（场放输人口处）：
1）S频段：≥44.0+20log（f/2.2GHz)(dBi）2）X频段：≥57.0+20log(f/7.90GHz)(dBi)；3）Ka频段：≥66.5+20log（f/25.0GHz)(dBi)。天线噪声温度（晴朗天空、微风、仰角5°环境温度23℃）：e)
1）S频段：≤120K，
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2）X频段：≤80K
3）Ka频段：≤170K。
第一旁瓣电平：≤一14dB。
差波瓣零深：≤-30dB。
圆极化电压轴比：
1）S频段：≤1.2dB；
2）X频段：≤0.5dB；
3）Ka频段：≤1.0dB。
电压驻波比（馈源输出端口处）：1）S频段：≤1.5：1，
2）X/Ka段：≤1.35：1。
S/X/Ka电轴一致性：≤0.02°。天线座架分系统
天线座架分系统要求如下：
座架结构：俯仰轴/方位轴/第三轴（7°倾斜角）三轴座架。天线运动范围：方位轴士355°；俯仰轴一1°~181°；第三轴士180°c）双链驱动，电消隙。
具有限位装置、收藏锁定保护装置。伺服分系统
伺服分系统要求如下：
最大速度：方位≥20°/s；俯仰≥10/s；倾斜≥5s。最大加速度：方位≥10°/s，俯仰≥10/s2。伺服带宽：1.5Hz。
位置阶跃响应：上升时间<0.5-s超调量<30%。d)
工作方式：待机，手动、遥控，自动跟踪，程序跟踪，定位（位置模式、速率模式），天线收藏，搜索扇扫。
6.4跟踪接收分系统
跟踪接收分系统的技术指标为：a）低噪声放大器：
1）工作频段：同5.3.1的工作频段。噪声温度（环境温度23C）：
.≤35K(S频段）;
.≤50K(X频段）；
·≤150K(Ka频段）。
3）增益：≥50dB。
b）下变频器：
1）工作频段：同5.3.1的工作频段。2）中频频率：
·70MHz或720MHz(S频段）；
·720MHz或1.2GHz(X频段）；
·1.2GHz或1.5GHz(Ka频段）。
中频带宽：
士25MHz（S频段）；
·士350MHz（X频段）：
士500MHz（Ka频段）。
增益程控范围：0dB～40dB。
镜像抑制：≥60dBc。
带外抑制：≥>50dBc。
噪声系数：≤16dB(最大增益）。群时延(峰-峰）：
≤3ns（S/X频段）
≤5ns(Ka频段）。
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本振源：频率稳定度为（10E-6)/y（长稳），<（10E-9)/s（短稳）；本振源相位噪声见表1。表1本振源相位噪声
偏离载波
100kHz
跟踪接收机：
输人中频：
·70MHz或720MHz（S频段）；
●720MHz或1200MHz(X频段）；
·1200MHz或1500MHz(Ka频段）。2)
跟踪方式：
窄带（信标信号跟踪）：
宽带（数据信号跟踪）。
AGC动态范围：≥60dB。
AGC电压：0V~5V(60dB动态范围内）。误差电压范围：士5V。
最大多普勒：土500kHz。
捕获范围：
·土600KHz(S频段）；
·±1MHz(X/Ka频段)。
角误差信号输出非线性：≤5%（士5V）。载波捕获时间：<1s。
高码速数据解调器：
输人中频：
单边功率谱密度
-70dBc/Hz
—85dBe/Hz
-95dBe/Hz
—105dBe/Hz
-115dBc/Hz
·输人中频频率：720MHz或1200MHz或1500MHz7
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●输人信号电平：一50dBm~0dBm；·中频带宽：根据符号速率自动调节。2）载波捕获与比特同步：
·载波捕获范围：士10kHz～士1MHz.捕获时间：≤0.3s；
·比特同步捕获范围：符号率的士0.3%；PCM码型.DNRZNRZ-L、NRZ-M、NRZ-S。3）解调：
解调方式：BPSK、QPSK，OQPSK（SQPSK），AQPSK，8PSK，16QAM，16APSK，32APSK：
●符号速率：5Msps~500Msps
?误比特率（10E-5~10E-7）时，E/N。偏离理论值：≤1.0dB（10Mbps~600Mbps）；≤2.0dB(600Mbps~1200Mbps);≤3.0dB(1200Mbps~2500Mbps)。4)
顿同步、解扰：
·适应I、Q分路和合路；
·顿同步/旁路可选；
●顿同步码组长：8bit～128bit：·顿长：依据卫星需求设定；
。顿同步码容错位数：0位～15位；·抗位滑动：士3bit；
·解扰：解扰/旁路可选，码生成多项式和初相可设置；·CRC校验：CRC-CCITTCRC16。
译码功能：
适应I.Q分路和合路；
·具有差分译码/无差分译码功能；·BPSK采用延迟模二和的译码方式；·QPSK有8种可选的差分译码方式；·Viterbi：应符合CCSDS131.0-B-2规定；·RS译码：应符合CCSDS131.0-B-2规定；。LDPC译码：LDPC7/8，应符合CCSDS131.0-B-2规定。适应卫星下行数据的VCM数传体制，应符合ETSIEN302307-1V1.4.1（DVB-S2）规定。
输出方式：
·串行ECL：差分ECL电平，I.Q和I+Q；·网络输出接口：TCP/IP或UDP，千兆或万兆以太网输出。8）
实时误码检测：
具有译码中的误码检测功能：
·具有PN码I、Q合路/分路实时误码检测功能。9）时间码输人：IRIGB或NTP。
10）其他：
·具有输入信号频谱监视，E/N。测量，星座图显示，数据码率测量，误差矢量幅度、幅度误差、相位误差、I与Q路偏移测量，载波电平、频率偏移、多普勒变化率测量功能；+真有群时延自动均衡能力
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