海洋遙感數據分發地面主控站及其數據傳輸方法與流程
2023-06-08 15:59:16
本發明涉及海洋衛星通信領域，具體涉及一種海洋遙感數據分發地面主控站及其數據傳輸方法。
背景技術：
目前，我國衛星通信通常採用海事衛星(inmarsat)、舒拉亞(thuraya)、銥星等幾大國外衛星通信系統產品，儘管通信質量高，但都屬於窄帶通信，傳輸速率低，無法實現多媒體等高速通信業務。同時，國外產品的售後維護價格高昂、時間滯後都是難以解決的難題。
與國外相比，國內衛星通信技術水平相差甚遠，尤其是在民用衛星系統及應用技術方面，國內還處於起步階段。多年來，國內的衛星應用，包括衛星電話、衛星廣播、寬帶衛星通信等，還主要依靠國外的系統及設備，衛星系統及衛星終端技術還受制於國外廠商，衛星通信的安全可靠性也缺乏有效保障。目前國內外沒有專門針對海洋遙感數據分發系統前向數據量大、返向數據量小等特點而研發的寬帶衛星通信系統。
近年來，隨著衛星通信技術的發展及我國對衛星通信的重視，使得我國在衛通領域取得了一定的進展。我國自主研製的衛星通信系統基本上能滿足軍用需求，但是在民用市場目前還沒有成熟的商用衛星通信系統的解決方案，與國內巨大的市場需求形成鮮明的反差。可以說國內寬帶衛星通信系統市場潛力巨大。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術的不足，提供一種海洋遙感數據分發地面主控站及其數據傳輸方法，適用於海洋遙感數據分發系統前向數據量大、返向數據量小的衛星通信系統。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：
海洋遙感數據分發地面主控站，包括：
系統管理控制平臺：主要由網絡管理設備、接入設備、播控服務設備、中心站密碼設備、網關設備、授權管理設備組成；
天饋系統：主要由若干天線單元、功率放大器和lnb組成；
系統應用軟體：包括海洋遙感數據衛星廣播主控站應用軟體；
以及北鬥指揮機、存儲設備、中心站idu設備和防火牆；
所述系統管理控制平臺通過網際網路獲取海洋衛星廣播分發數據並發送給中心站idu設備，之後海洋衛星廣播分發數據經由天饋系統發送至廣播衛星以及在北鬥指揮機的處理下經由天饋系統發送至北鬥衛星。
海洋遙感數據分發地面主控站的數據傳輸方法，包括以下處理流程：
主控站前向廣播鏈路的業務處理流程如下：
s01.將伺服器連接到網際網路，通過系統管理控制平臺的ftp伺服器接收海洋衛星廣播分發數據，採用輪詢方式完成數據廣播內容的自動推送；
s02.用戶通過應用軟體將數據以ip包的形式發送至idu設備，設備將ip包按照自定義的超幀結構進行數據封裝、ldpc前向糾錯編碼、加擾、星座映射和成型濾波，最後上變頻至l波段；
s03.天饋系統將數據上變頻至ku波段並作濾波處理，同時通過功放放大信號，最後數據通過天線發送至廣播衛星，至此完成整個前向鏈路的數據分發；
北鬥前向鏈路，其數據處理流程如下：
s11.系統管理控制平臺通過應用軟體向單收站/雙向站發送北鬥短報文；
s12.idu設備進行ip包解析，提取出短報文內容，然後將短報文通過rs232串口發送至北鬥指揮機；
s13.北鬥指揮機經過一系列處理後，最終將短報文調製為l波段信號並發送至北鬥天線；
s14.北鬥天線經過功率放大後將信號發射至北鬥衛星，至此完成北鬥前向鏈路的信息推送。
所述海洋遙感數據分發地面主控站的數據傳輸方法還包括主控站返向廣播鏈路，其返向鏈路流程與前向鏈路流程相同，其區別僅在於主控站只負責接收和處理來自雙向站的業務信息。
所述海洋遙感數據分發地面主控站的數據傳輸方法還包括北鬥返向鏈路，所述北鬥返向鏈路處理流程與北鬥前向鏈路流程相同。
作為本方案的進一步改進，所述的前向廣播鏈路採用a-tdm前向廣播體制。
本發明的有益效果是：基於寬帶衛星通信的數據傳輸技術平臺研發前向採用a-tdm前向廣播體制，實現了廣域、高效的信息廣播分發能力、安全授權機制，實現海洋遙感數據有條件的接收，使得系統效率更高、應用更廣。
附圖說明
圖1為海洋遙感數據分發地面主控站結構組成圖；
圖2為海洋遙感數據分發地面主控站數據傳輸方法示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖進一步詳細描述本發明的技術方案，但本發明的保護範圍不局限於以下所述。
如圖1、2所示，
海洋遙感數據分發地面主控站，包括：
系統管理控制平臺：主要由網絡管理設備、接入設備、播控服務設備、中心站密碼設備、網關設備、授權管理設備組成；
天饋系統：主要由若干天線單元、功率放大器和lnb組成；
系統應用軟體：包括海洋遙感數據衛星廣播主控站應用軟體；
以及北鬥指揮機、存儲設備、中心站idu設備和防火牆；
所述系統管理控制平臺通過網際網路獲取海洋衛星廣播分發數據並發送給中心站idu設備，之後海洋衛星廣播分發數據經由天饋系統發送至廣播衛星以及在北鬥指揮機的處理下經由天饋系統發送至北鬥衛星。
其中，系統管理控制平臺、天饋系統、北鬥指揮機、存儲設備和防火牆採購商用設備，核心設備主控站idu和核心軟體海洋遙感數據衛星廣播主控站應用軟體採用自行研製的方式實現，主控站的具體指標和參數如下：
主控站應用軟體所具備的功能如下表所示。
海洋遙感數據分發地面主控站的數據傳輸方法，包括以下處理流程：
主控站前向廣播鏈路的業務處理流程如下：
s01.將伺服器連接到網際網路，通過系統管理控制平臺的ftp伺服器接收海洋衛星廣播分發數據，採用輪詢方式完成數據廣播內容的自動推送；
s02.用戶通過應用軟體將數據以ip包的形式發送至idu設備，設備將ip包按照自定義的超幀結構進行數據封裝、ldpc前向糾錯編碼、加擾、星座映射和成型濾波，最後上變頻至l波段；
s03.天饋系統將數據上變頻至ku波段並作濾波處理，同時通過功放放大信號，最後數據通過天線發送至廣播衛星，至此完成整個前向鏈路的數據分發；
北鬥前向鏈路，其數據處理流程如下：
s11.系統管理控制平臺通過應用軟體向單收站/雙向站發送北鬥短報文；
s12.idu設備進行ip包解析，提取出短報文內容，然後將短報文通過rs232串口發送至北鬥指揮機；
s13.北鬥指揮機經過一系列處理後，最終將短報文調製為l波段信號並發送至北鬥天線；
s14.北鬥天線經過功率放大後將信號發射至北鬥衛星，至此完成北鬥前向鏈路的信息推送。
所述海洋遙感數據分發地面主控站的數據傳輸方法還包括主控站返向廣播鏈路，其返向鏈路流程與前向鏈路流程相同，其區別僅在於主控站只負責接收和處理來自雙向站的業務信息。
所述海洋遙感數據分發地面主控站的數據傳輸方法還包括還包括北鬥返向鏈路，所述北鬥返向鏈路處理流程與北鬥前向鏈路流程相同。
作為本方案的進一步改進，所述的前向廣播鏈路採用a-tdm前向廣播體制。
通過前返向廣播鏈路，地面主控站實現對前向發布信息的匯集、接入、處理、發布和返向信息的收集處理。在對衛星廣播鏈路的統一管理調度下，通過衛星前向廣播鏈路向各單向接收站廣播加密信息，同時對地面雙向站回傳的信息進行存儲和處理。地面主控站的數據可通過廣域網際網路或區域網進行接入，因而通過接入多個數據處理分系統，實現多層次的信息及用戶管理；通過北鬥前向鏈路，主控站可實現短消息發送和監收功能，同時藉助返向鏈路，主控站可接收來自單收站/雙向站的信息檢索請求、回傳信息和定位信息，同時還可接收各用戶站的獲取小站的設備和業務等狀態信息，對雙向站和小站狀態進行監控。
地面主控站採用gstar寬帶衛星通信系統，前向衛星廣播採用a-tdm廣播體制，實現廣域、高效的信息廣播分發能力，涵蓋短消息、文件和視頻多種豐富的業務，同時通過建立靈活多變的安全授權機制，實現各遠端站的信息有條件接收，還可通過北鬥系統的定位功能跟航跡；各遠端站在接收廣播信息的同時可根據需要返向發送信息，通過北鬥定位校時、北鬥短報文通信服務向中心站進行反饋，並藉助衛星電視接收功能收看國家主流頻段的電視節目。
(1)前向信息發布
各業務系統根據用戶要求或者北鬥返向請求提交播控服務設備進行資源申請，播控服務設備分配資源和查詢授權管理設備授權信息，如果資源充足並且有授權信息，播控伺服器進行資源分配，分配資源後，數據信息通過防火牆接入到接入設備，接入設備按照播控服務設備要求對各個數據信息進行匯集，發送到存儲伺服器進行存儲，存儲伺服器根據業務要求對業務數據進行存儲並發送到網關設備，網關設備完成對各發布業務的匯集、qos隊列調度及預復接，同時通過主控站密碼機對信息進行加密，然後通過主控站idu設備完成前向鏈路傳輸的前向調製，通過功率放大器、lnb和天線發布到廣播衛星，傳送給遠端站。
(2)返向信息接收
各雙向遠端站回傳數據信息通過衛星鏈路回傳至主控站odu設備，經變頻、解調、解密等過程後進入存儲伺服器、播控伺服器。
(3)北鬥返向信息請求
遠端站在用戶提交信息請求後，通過北鬥簡訊息通道發送到北鬥衛星，傳送信息給地面主控站北鬥指揮機，北鬥指揮機接收信息，並將收到的信息傳送給北鬥服務設備，北鬥服務設備對請求信息進行處理後，提交用戶端或者傳送給播控伺服器對請求信息進行資源和權限判斷，播控伺服器根據判斷情況決定是否進行信息發布。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當理解本發明並非局限於本文所披露的形式，不應看作是對其他實施例的排除，而可用於各種其他組合、修改和環境，並能夠在本文所述構想範圍內，通過上述教導或相關領域的技術或知識進行改動。而本領域人員所進行的改動和變化不脫離本發明的精神和範圍，則都應在本發明所附權利要求的保護範圍內。