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气象卫星地面站数据接收系统关键流程分析及故障处理作者：周晓丽林宇婷赵信一来源：《中国新通信》2024年第13期摘要：本文介绍了乌鲁木齐气象卫星地面站喀什分站数据接收任务及地面数据接收系统的组成和功能。
对数据接收的关键流程，包括接收计划、运行接收、数据传输等关键点进行了分析。
同时，总结了卫星数据接收系统中常见故障的类型及排除方法，以确保卫星数据能够完整和稳定地传输。
关键词：气象卫星；数据接收系统；运行流程；故障处理气象卫星地面数据接收站在卫星气象事业中扮演着至关重要的角色。
它们通过接收、处理和分发卫星数据，为气象预报、气候研究、国际合作和灾害应急响应提供支持，推动卫星气象事业的发展和进步[1-2]。
乌鲁木齐气象卫星地面站目前承担着我国FY3C、FY3D、FY3E、FY3F、FY3G卫星的数据接收任务，其地面数据接收系统从2008年的FY3（01批）已经发展到目前的FY3（03批），具备多星多任务的接收能力。
随着我国卫星气象事业的不断发展[3-5]，为显著提高西部地区卫星遥感数据的快速服务能力，在2017年又建成了乌鲁木齐气象卫星地面站前端接收站——喀什分站。
喀什分站先后承担了FY3D、BF1A、BF1B、FY3E、FY3G、FY3F等卫星的数据接收任务，其数据接收系统由FY-3（02）批和FY-3（03）批两大系统组成。
03批系统已于3月份完成验收测试，并与02批系统进行了软件升级和初步融合，形成了既独立又相互关联的系统，提高了系统的可靠性。
本文主要分析了喀什分站设备运行的关键流程及故障维护情况。
一、数据接收系统组成及功能喀什前端站的数据接收系统由FY-3（02）批和FY-3（03）批数据接收系统组成。
FY-3（02）批包括三部12米天线，而FY-3（03）批包括一部12米天线。
后端系统配备了七条MPT接收信道和九条DPT接收信道。
通过对02批天线信道的升级改造，使得02批建设的系统能够接收03批卫星数据，确保在两颗卫星同时过境时，有两套天线可以同时进行接收。
KU波段卫星广播数据接收系统的维护湖北省巴东县教育技术装备站内容提要：贫困地区许多条件艰难的中小学校通过教育部、李嘉诚基金会西部中小学现代远程教育扶贫项目，建起了KU波段卫星宽带数据接收系统，广泛运用于教学，发挥了很好的效用。
然而，当系统出现故障时，因技术条件所限而不能及时排除，影响了正常使用。
本文介绍了系统结构及检修保护方法。
关键词：卫星IP数据，接收，软件，故障一、接收系统简介教育部、李嘉诚基金会西部中小学现代远程教育扶贫项目（下列简称“远教扶贫项目”）分两期工程实施，各完成5000个KU波段卫星接收点的建立。
各地所用的设备是由不一致厂家提供的产品，因而不完全相同，但其用途都是接收鑫诺1号卫星转发的远程教育资源。
2002年秋，在项目第一期工程，湖北省巴东县有80所中小学校安装了KU波段卫星宽带数据接收系统。
要紧设备有：天馈系统（120CM抛物面天线、11300MH本振高频头、馈源、馈线等）一套，内装清华永新NDB-S11型卫星卡的联想开天4600计算机一台，DVS—398CE接收机一台，与带VGA输入端的大屏幕彩电、打印机等一些其它附属设备。
既可接收卫星IP数据，又可收视DVB-S数字卫星电视广播。
本文以该批设备为例，要紧谈谈卫星IP数据接收方面的问题。
卫星数据接收系统的基本结构如图1所示。
天馈系统将收到的卫星信号放大、变（降）频，通过同轴电缆输送到装在计算机内的卫星卡LNB输入端，再进行放大、变（降）频、解调等各项处理，恢复成可直接调用的原始数据资源。
图1 接收系统基本结构示意图一、各设备连接形式当多个接收设备共用一个高频头时，各个设备并非一定能按其所设置的极化方式而工作。
不管各个设备极化方式的设置是相同还是不一致，最终在高频头上只能是一种极化方式的结果。
明确这一点，对相当一部分故障的分析查找是很有帮助的。
系统中各个接收单元的连接形式不一致，其极化方式的结果就可能不一致。
下面针对不一致的连接形式进行极化方式的讨论。
目录一、地面常规气象观测数据产品..................................................二、高空常规气象观测数据产品..................................................三、高空物理量计算的数据产品..................................................四、台风路径及主、客观预报数据产品............................................五、城市24 小时预报数据产品..................................................六、欧洲中心数值预报产品......................................................七、日本数值预报产品..........................................................八、华盛顿数值预报产品........................................................九、中国T106模式数值预报产品.................................................十、中国有限区域模式HLAFS 数值预报产品....................................... 十一、云图.................................................................... 十二、传真图.................................................................. 十三、高空等值线.............................................................. 十四、雷达图像................................................................ 十五、MICAPS系统数据格式说明................................................. 第一类数据格式：地面全要素填图数据（用于地面填图-文本文件）...............第二类数据格式：高空全要素填图数据（用于高空填图-文本文件）...............第三类数据格式：用于通用填图和离散点等值线（台站数据-文本文件）...........第四类数据格式：格点数据（文本文件）......................................第五类数据格式：TLOGP和站点剖面图数据（文本文件） ........................第六类数据格式：传真图....................................................第七类数据格式：台风路径数据（文本文件）..................................第八类数据格式：城市站点预报数据（文本文件）..............................第九类数据格式：地图线条数据（用于地图投影变换，不可定义为综合图）........第十类数据格式：用于综合图定义（文本文件-不可再次定义为综合图）...........第十一类数据格式：格点矢量数据（用于画风场的流线-文本文件）...............第十二类数据格式：单点雷达图像（PPI）.....................................第十三类数据格式：图像数据（卫星云图、雷达拼图、地形图等）................第十四类数据格式：保存被编辑图形的图元文件（用于记录修改后的等值线-文本文件）第十五类数据格式：调色板数据（用于调色板设置-文本文件）...................第十六类数据格式：预报站点数据（用于确定预报区域的站点-文本文件）.........第十七类数据格式：站点文字信息数据........................................第十八类数据格式：格点数据剖面图..........................................第十九类数据格式：MICAPS系统命令行参数（用于初始化参数文件）..............卫星气象数据接收系统数据产品一览表卫星气象数据单收站系统接收的原始数据文件主要由报文组成。
一、卫星电视接收系统的组成：卫星电视接收系统是由：抛物面天线、馈源、高频头、卫星接收机组成一套完整的卫星地面接收站。
1.抛物面天线是把来自空中的卫星信号能量反射会聚成一点（焦点）。
2.馈源是在抛物面天线的焦点处设置一个惧卫星信号的喇叭，称为馈源，意思是馈送能量的源，要求将会聚到焦点的能量全部收集起来。
前馈式卫星接收天线基本上用大张角波纹馈源。
3.高频头（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。
高频头的噪声度数越低越好。
4.卫星接收机是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像信号和伴音信号。
卫星扩播电视信号的极化方式。
卫星电视信号的极化方式有四种：右旋圆极化、左旋圆极化、垂直极化和水平极化。
因前两种极化不常用，现只介绍垂直极化（V）和水平线极化（H）的接收方式。
垂直极化和水平极化的接收，是改变馈源的矩形（长方形）波导口方向来确定接收的是垂直极化或水平极化。
当矩形波导口的长边平行于地面时接收的是垂直极化，垂直于地面时接收的是水平极化。
极化方向（极化角）又因地而异有所偏差。
因为地球是个球体，而卫星信号的下行波束却是水平直线传播，这就造成不同方位角所收的同一极化信号有所不同，所以地理位置不同，所接收的信号极化方向也有所偏差。
馈源的长形波导口（极化方向）将不完全垂直或水平于地面。
调整极化方向时应注意这一点。
家用卫星接收系统及进CATV系统的方框示意图：天线的安装：安装抛物面天线时，一般按厂家提供结构图安装。
各厂家的天线结构都是大同小异基本相同。
天线的结构反射板有整体成形和分瓣两种（ 2M以上的反射板基本为分瓣），脚架主要有立柱脚架和三脚架两种（立柱脚架较为常见），个别一点八米以下脚架为卧式脚架。
抛物面天线的结构见图。
以下是基本安装步骤：卧式脚架装在已准备好的基座上，校正水平，然后坚固脚架铁丝及焊接固定（卧式脚架须先调好方位角后方可固定脚架）。
装上方位托盘和仰角调节螺杆。
馈源：是在抛物面天线的焦点处设置一个收集卫星信号的喇叭，称为馈源，又称波纹喇叭。
主要功能有2个：一是将天线接收的电磁波信号收集起来，变换成信号电压，供给高频头。
二是对接收的电磁波进行极化接收。
高频头：（LNB亦称降频器）是将馈源送来的卫星信号进行降频和信号放大然后传送至卫星接收机。
一般可分为C波段频率 LNB(3.4GHz-4.2GHz)和Ku波段频率LNB(10.7GHz-12.75GHz)。
LNB的工作流程就是先将星高频讯号放大至数十万倍后再利用本地振荡电路将高频讯号转换至中频950MHz-2150MHz，以利于同轴电缆的传输及卫星接收机的解调和工作。
在高频头部位上都会有频率范围标识。
质量低劣的高频头本振频率会产生漂移的现象。
高频头的噪声度数越低越好。
目前多使用一体化馈源高频头，安装调试时比较方便。
卫星接收机：是将高频头输送来的卫星信号进行解调，解调出卫星电视图像或数字信号和伴音信号。
卫星电视接收机好坏的标准为：门限值越低越好、解码速度越快越好、容错度越高越好。
传输线材：卫星天线与接收机的联线距离尽可能短。
天线与接收机的距离不要超过30米以减少因传输线过长而造成的信号损耗。
传输线的选择应考虑采用性能较好的75Ω同轴电缆。
我们在接收卫星节目时，必须要知道该节目的接收参数：下行频率、极化方式、符号率等。
极化是指电场的瞬时分量随时间变化的方式或方向。
极化大致可分为圆极化和线极化两种，圆极化又分为左旋圆极化和右旋圆极化，它们用于早期的日本、韩国和俄罗斯卫星，现已很少使用，线极化又分为垂直极化和水平极化两种，现在广泛应用于卫星信号传输当中。
高频头的种类目前市场上有各种各样的高频头，用户比较常用的有下面几种：C波段双极化单输出单本振高频头本振频率5150MHzC波段双极化单输出双本振高频头本振频率5150/5750MHzKu波段双极化单输出单本振高频头本振频率11300MHzKu波段双极化单输出双本振高频头本振频率9750/10600MHzC/Ku波段多输出高频头C波段双极化单输出单本振高频头，本振频率5150MHz双极化单输出高频头可以认为是两个单极化高频头合用一个馈源的结合体，但一次只能输出一个极化。
卫星数据广播系统CMACast接收天线安装调试作者：肖炳坤,吕锟,崔珺,罗凤明来源：《电脑知识与技术》2011年第13期摘要：随着新一代卫星数据广播系统CMAcast即将投入使用，全省气象部门都要对卫星接收天线进行安装调试。
该文简单介绍了卫星接收天线选址的注意事项及天线架设的正确方法，详细介绍了卫星接收天线方位角、仰角和极化角正确的计算方法及对其进行调整的具体方法步骤。
关键词：卫星接收天线；安装；调试；方位角；仰角；极化角中图分类号：TN828文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)13-3171-02Installation and Adjustment of Satellite Antenna of CMACastXIAO Bing-kun, LV Kun, CUI Jun, LOU Feng-ming(Huizhou Meteorological Bureau, Huizhou 516003, China)Abstract: As the new generation CMACast is about to put into operation, installation and adjustment of satellite antenna is consequently placed on the agenda in meteorological department. In this article we briefly introduced the considerations of satellite antenna site selection and sound approach of antenna erecting, and mainly explained the decision methods of azimuth, elevation and polarizing angle and key steps to adjust these angles.Key words: satellite antenna; installation; adjustment; azimuth; elevation; polarizing angle1 卫星接收天线的安装1) 天线选址:卫星地面站的选址是一个重要环节，必须充分考虑以下几个方面：天线指向卫星方向上不能有任何障碍物；天线周围不应有干扰源；卫星天线架设的基座要牢固；卫星天线的架设位置应避开风口；在房顶架设时，应考虑在风暴情况下地面站因受力而产生的对屋顶的破坏性影响；在平地上架设应考虑天线可能带来的安全问题；卫星天线架设时应考虑电缆线长度尽可能短；传输线应使用性能较好的同轴电缆并对接头做好防水处理[1]；在多雷雨地区，天线的架设应避开雷击多发地点并采取多种避雷措施防止雷击事故发生。
