伟德体育官网对地观测与数字地球

  美国陆地卫星地面接收站主要有格林贝尔地面站,位于马里兰州;戈德斯通地面站,位于加利福尼亚州;费尔班克斯地面站,位于阿拉斯加州。美国还利用新墨西哥州white sands 的中继卫星地面站接受的信息用磁带传输给戈达德空间飞行中心。主要隶属于美国地质调查局和美国宇航局。

  20世纪60年代,NASA拥有和操作的地面网络由20多个地面站组成,包括STADAN(科学的)和Manned Flight(人文的)两个网络。20世纪80年代,跟踪数据中继卫星系统(TDRSS)的问世,实质性地减少了NASA拥有和操作的地面站数量。20世纪90年代,NASA拥有和操作的地面站向购买商业跟踪站发展。在这期间其他的变化包括:本迪克斯菲尔德工程公司(BFEC)、美国联合电讯技术服务公司、霍尼韦尔科技公司(HTSI)。

  美国宇航局有1972年发射陆地卫星以来,利用格林贝尔特、戈德斯通、费尔班克斯三个地面接收站和移动接收站直接接收MSS信息,同时也委托美国以外的地面站(加拿大、印度、泰国、瑞典、巴西、澳大利亚、日本)接收信息在戈德斯通和费尔班克斯两个卫星站,利用国内通信卫星(DOMSAT)的传输来接收信息,而来自美国以外地面站接收的数据是用磁带传送到美国宇航局戈达德空间飞行中心,然后在MSS数据处理中心进行处理之后,再经由国内通信卫星传送到地球资源卫星资料中心、,美国还利用位于新墨西哥州white sands的中继卫星地面站接收MSS和TW信息,利用通信卫星传输到戈达德空间飞行中心的资料处理中心。当MSS信息经过处理后再由通信卫星传送给地球资源卫星资料中心,由该中心制作成CCT和图像,胶片资料并进行分发美国宇航局。后来陆地卫星信息接收、处理和分配资料的管理权移交给美国国家大气海洋局(NOAA),1985年又由NOAA移交给商业组织地球观测卫星公司。现在格林贝尔特地面站以及MSS资料处理中心都由地球观测卫星公司管理。在格林贝尔特地面站,卫星接收的TM信息,利用地球观测卫星公司在戈达德空间飞行中心的TIPS(专题成像扫描仪图象处理系统),按着用户要求处理后传送到地球观测资料中心(EROS)。

  NASA地面网络站有以下几种形式:NASA拥有、承包商操作;NASA拥有、商业化操作;NASA拥有、大学操作;商业化拥有、商业化操作;政府交叉利用协议。

  商业化服务实质性地增加了NASA地面网络站的能力。通过商业化“有偿使用”模式,使特定的服务能够满足任务目标。NASA通过利用不需资本投资、没有风险的跟踪站,增加了位置的合理性,减少了空间冗余。NASA大大得益于商业服务供应者的连续投资,维持了目前系统的可靠性和提供新的能力。通过用付费服务代替劳力成本,为NASA提供了较低的总操作成本。通过网络减少测试费用和任务风险,提高了兼容性测试效率。商业化运作支持一个“防患于未然”模式在数据传输前充分检验了能力,大大的减少了传输风险。通过替代无效的固定资产服务,NASA享有得益于减少操作成本的机会。

  今天的地面网络站有多样化的网络服务于多样化的客户群;一些目前的资产正面临成本与可维护性问题;预算正在推进增加的效益。

  通过协同工作减少成本和风险:地面网络站对网络间日益增加的协作给美国政府提供支持非常感兴趣;相互间的支持协作能够导致更大的效益和减少风险。

  1994年,哥达德航天中心531处一直在研究硬件能高度综合的新型地面站结构。该结构包括能实施多种工作模式由软件控制的灵活组配结构,专门设计得使大部分操作和维护功能都能有效自动化。硬件系统设计得符合自动化地面网系统(AGPTs)的全站自动控制原则。该自动化地面网系统基于开放结构,由若干充分利用商业标准和接口的松藕合测站子系统(如本文的射频子系统)组成、能满足航天飞机严格的S波段通信和跟踪要求的、高度综合的、自动化的地面站也可用作下一代近地到月球的多功能地面终端,也可用作小卫星试验直接下行链路的小型可搬运系统以及远控测站。

  新结构是模块化、可灵活扩展的,这是满足目前和未来发展需要的关键特性。相应地,每个站可以更改设备链数和链中备份设备数以适应各自的需要和测控业务要求。例如,航天飞机的测控,可靠性要求极高,可以增加处理链和/或遥测接收链中的接收设备。

  根据白沙地面终端(WSGT)的经验NASA的第二地面终端(STET)就采用这种所谓的链结构,而且是设备集中备份的结构。这种地面站新结构极大地受益于先进灵活的接收机/发射机设备(将在下面叙述),这些设备体积小、便宜。目前的单发射机或接收机的设备架已缩减为设备架上的一个机箱或抽屉。

  为了进行全球范围的研究,美国在全世界设置了覆盖的陆地卫星地面接收站。在1982—1983年已经有16个地面接收站在运行中。伟德体育网址目前地面站已经达21个。全球陆地仅剩南极洲、中亚、西伯利亚等少数空白区。各国的接收站每接收一幅图,都要在当天用微波回送到美国的地球资源观测数据中心(EROS-Data),故美国掌握全球性的地球资源信息资料。

  覆盖全球的卫星系统,遍布全世界的地面站.使美国优先获得全球性的地球资源信息资料,为他的全球研究提供了可能。在遥感应用研究方面,美国一直侧重在全球范围问题的研究。与之相比,对本国的研究就弱些。这是为它的全球战略目标服务的。

  美国选择276个地面实况观测点,建立地面实验站网,包括沙漠、盐湖、沼泽、海滩等地区,并设置课35个地面辐射校准站(该类站要求地面单一,卫星图像上反映的信号较一致。 以此来校准遥感信息的亮度系数)为发射资源卫星积累了多年的数据,并经常用飞机巡回测试数据。在美国近2 000个经纬点上,加设反光镜提供影像定位信息座位控制点和精加工几何校正的依据。美国部分地面站的情况见表5.1

  美国地质调查局(USGS)下设有两个卫星地面接收站,一个是较老技术的直接接收地面站(DRGS-1985),一个是新技术的国内卫星接收站(DRS-1992)。

  NASA在全球设有12个主要的卫星地面站,其分布情况见图5.3。这些地面站的管理和运作分为四种形式:NASA和公司合作经营、与大合开发研究、由政府其他部门投资共同建设运作以及NASA自己组建的地面站运行管理模式。

  阿拉斯加地面站位于阿拉斯加费尔班克斯,由NASA的极地科学计划持有,阿拉斯加费尔班克斯大学地球物理研究所操作。ASF作为一个地面站,操作着两个跟踪系统,一个10 m X波段和一个11 mX波段与S波段系统,每个跟踪器具有3通道同步跟踪极轨航天器的能力。ASF目前正服务着3个卫星:加拿大航空局(CSA)的RADARST-1,欧空局(ESA)的ERS-2,和日本的宇宙开发事业团(NASDA)的ADEOS-2。它承担着目前国际所有在轨运行的合成孔径雷达数据的接收、处理、存档任务,在美国NASA的支持下,还与欧空局(ESA)、加拿大空间局(CSA)、日本宇宙事业开发团(NASDA)、加拿大遥感中心、对地观测卫星委员会等机构和组开展了数据接收、处理、存档、开发应用多方面的合作,成为了一个国际合成孔径雷达遥感卫星的接收、处理、存档基地。

  位于南极洲McMurdo站,拥有一个自动的10 m天线跟踪系统。由于地处高纬度地区,纬极轨卫星提供了很有利的跟踪位置。该站的主要功能是对合成孔径雷达(SAR)卫星数据的跟踪和获取;对极轨S-波段数据的跟踪和获取以及发射运输工具等。该站拥有NASA的跟踪和数据接替系统(TDRS)的通讯系统。

  WGS地面站主要的天线个高度自动化跟踪系统构成。这些系统提供了对低轨道地球卫星的支持,包括5 m低轨道地球卫星终端(LEO-T)、8 m可搬运的轨道跟踪系统(TOTS)和11.3 mX-波段和S-波段跟踪系统。

  GSFC地面系统包括三个主要场地:格林贝尔特跟踪站(BLT)、IUE操作控制中心(IUEOCC)主管计算机操作和任务操作间(MOC)、科学操作中心(SOC)。IUEOCC中MOR用来监测航天器的状态。SOC用来望远镜操作、宇航员和客户观测者进行科学操作和科学数据处理。NASA的戈达德卫星地面站未来接收卫星计划如图5.8所示,综合地面站网络见图5.9。大约在1985年10月,瓦罗普斯飞行处(WPS)代替了格林贝尔特跟踪站,作为了美国的主要地面站。2000-2006年商业化利用稳步增长趋势见图5.10。

  (资料来源:对地观测与数字地球科学中心,中国科学院国家科学图书馆兰州分馆/中国科学院资源环境科学信息中心)