卫星数据接收系统..
气象卫星地面站数据接收系统关键流程分析及故障处理
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
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。
卫星气象数据接收系统数据产品一览表
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。
卫星数据接收系统故障的处理方法
16.卫星接收计算机更换硬盘后，无 法接收IP资源
启动远教IP卫星数据接收软件后，窗口中只 有公共栏目，（如图所示），无其它内容。
故障原因：
更换硬盘会导致系统编号改变，新的系统编 号需要重新授权
处理方法：因更换计算机硬盘，接收计算机 系统编号更改，需要重新授权注册，注册 时要将原来已注册过的编号连同新的系统 编号一同上报电教馆，并注明该学校所属 项目及联系人等相关信息。
二、常见故障及处理方法
产品没有注册时：
2.远教IP正常接收的画面是什么样子？
2.新版本IP数据接收系统软件的窗口状态接收状态 指示灯有三个：接收状态、授权状态、硬盘状态， 绿色为接收正常，红色为停止接收。 最小化程序后在计算机的任务栏里有四不同的显 示，表示不同接收状态： 红色表示没有接收到卫星信号或系统设不正确， 系统未授权； 蓝色表示远程IP数据有信号，未授权。有授权的 用户在第一次接收时会有几分钟时间的授权处理 状态，请不要着急；若长时间蓝灯则表明无授权， 可拨打中央电教馆远教业务咨询电话01066490935查询; 黄色表示系统工作正常，正在下载远教资源； 绿色表示远程IP数据资源接收完成。
(3)远教IP接收软件需要防火墙解除阻止。（包括： WinXP、Win 2003自带的防火墙；个人防火墙和 杀毒软件本身带防火墙功能）
(4)指定IP地址 (5)远教IP数据接收系统的接收设置中的：主频道主
播地址：239.230.50.52；主频道接收端口：8000； 这两项是固定设置，不能更改。 (6)运行杀毒软件，清除病毒
20.自动启动文件接收系统时，常有 死机现象是什么原因？
主要是运行接收软件之前，没有先运行卫星 频道设置程序，导致接收软件不断地搜卫 星。所以最好是把IP接收系统的自动启动功 能去掉，或者在自动启动中，让卫星频道 设置程序先启动，远教IP接收系统后启动。
卫星接收原理
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。
卫星数据接收软件的安装与使用
问题2
安装程序无法继续进行
使用过程中遇到的问题及解决方法
问题1
软件启动速度慢
01
解决方案1
02 关闭其他正在运行的大型应用
程序。
解决方案2
03 优化系统设置，释放更多内存
。
问题2
数据接收不稳定
04
解决方案1
05 检查您的网络连接是否稳定。
解决方案2
06 尝试重新启动软件或更换数据
接收源。
数据接收与处理中的常见问题及解决方法
问题1
数据解析错误
数据存储问题
问题2
解决方案1
确保您的软件版本是最新的，支持数据的格式 。
解决方案2
检查数据源是否正确，无损坏的数据。
解决方案1
检查磁盘空间是否充足，确保有足够的空间存储 数据。
解决方案2
优化数据存储设置，选择合适的数据存储位置和方式。 Nhomakorabea05
军事领域
用于情报收集、战场监 测等，服务于军事部门
和相关机构。
02
卫星数据接收软件的安装步骤
下载与解压软件
从官方网站或可信的第三方平台下载 卫星数据接收软件的安装包。
将下载的安装包解压至指定目录，以 便后续安装操作。
配置软件环境
01
确保计算机的操作系统符合软件要求，如Windows、Linux 等。
安全性提升
加强软件的安全防护能力，保障用户数据的安全性和隐私性。
应用领域拓展
气象预报
卫星数据接收软件在气象预报领 域的应用将进一步深化，为气象 预报提供更准确、更全面的数据 支持。
地理信息产业
随着地理信息产业的快速发展， 卫星数据接收软件将在城市规划、 资源调查等领域发挥更大的作用。
GPS接收机工作原理
全球定位系统 (GPS) 是一种卫星导航系统，旨在提供全球范围内的精确定位 和时间信息。本次演示将介绍 GPS 接收机的工作原理以及定位信息的处理过 程。
GPS概述
全球范围
全球范围内的 24 颗 GPS 卫星构成了卫星系统， 通过传输无线电信号为用户提供位置信息。
定位准确
GPS 接收机可以提供高精度的位置信息，精度 可达数米级别。目前的 GPS 接收机准确度已经 超过普通消费者的需求。
2
信号传输
卫星信号经过大气层后，可能会发生散射和衰减，但 GPS 接收机可以通过处理信号和使用多 路径效应来提高接收灵敏度。
3Байду номын сангаас
灵敏度
GPS 接收机的灵敏度是指它对非常微弱的卫星信号的敏感程度，是衡量其定位精度的重要因 素。
接收机天线接收信号
主天线
主天线可以接收 GPS 和 SBAS 卫星系统的信号。
动态定位原理
运动学
动态定位原理是对运动学的应 用，它通过计算 GPS 接收机之 间的相对速度来确定位置信息。
协作处理
动态定位原理通常需要使用协 作处理技术，它通过网络连接 多个 GPS 接收机进行数据处理， 进一步提高定位精度。
协调
动态定位原理需要协调组成系 统的多个因素，包括天气、阴 影和卫星的轨道变化等。
地图匹配
地图匹配是通过将位置信息与地 图数据相匹配来确定位置，从而 提高精度。
方位角
方位角是指 GPS 接收机到目标 方向的角度，是定位精度的重要 因素。
三角定位法（Trilateration）
三角定位法是 GPS 定位的基本原理，它使用三个或四个卫星的信号来计算接 收机的位置。
卫星数据接收原理与应用
• X射线 3×1017 Hz-5×1019Hz
105 频率(Hz)
无线电波 红外线 紫 外 线 X射线 γ 射线
1010
1015
1020
1025
波长(m) 3×103 3×10-2 3×10-7 3×10-12 3×10-17
•§1.3、卫星接收天线
电磁波的频率与波长
• 电磁波的传播速度等于光速，电磁波地真空中的传播速度
与光速相同，是3×108米／秒。在空气中和在真空中近似
• 不同频率(或不同波长)的电磁波的传播速度都相同，所以
频率较大的电磁波，波长较短
• 波速=波长×频率
•§1.3、卫星接收天线
卫星电视的波段与频道 卫星广播下行线路使用频段 我国属第三区 波段（GHz） • L(0.7) 0.62-0.79 • S(2.5) 2.5-2.691 • KU(12) 1.7-12.75 • Ka(23) 11.7-12.5 • Q(42)频段22.5-2341-4384-86 （GHz）
卫星通讯
上行频
下行频
发射天线
接收天线
ห้องสมุดไป่ตู้
• §1.2、卫星数据接收系统的组成
按电磁波频率划分： C波段系统 卫星接收系统 Ku波段系统 按节目信号源划分： 电视节目系统 卫星接收系统 IP数据系统 模拟系统 数字系统(DVB)
卫星通信的基本概念
发射站：把电视节目、通信、广播等信号发射到卫星上的发射系统。 接收站：利用天线、卫星接收机等设备接收卫星信号的设备系统。 上行频：指发射站把信号发射到卫星上用的频率，由于信号是由地面向上发射， 所以叫上行频。 转发器：指卫星上用于接收地面发射来的信号，并对该信号进行放大，并以另 一个频率向地面进行发射的设备。一颗卫星上可以有多个转发器。 下行频：指卫星向地面发射信号所使用的频率，不同的转发器所使用的下行频 不同，在使用卫星接收机时所设置的参数也就不同，如果设置不正确，将不 能接收相应的节目内容。 例如： 我国鑫诺一号卫星用于数据广播的下行频之一为12,620MHz。而中央电视 台所使用转发器的下行频为12,380MHZ。一颗卫星上有多个转发器，所以 会有多个下行频。 符号率：指数据传输的速率，与信号的比特率及信道参数有关，单位为BPS。 从世界上卫星发展趋势看，卫星电视的符号率越来越高，当一个载波信号携 带的节目数越多时，此值越大。 LNB本振频率：指高频头的本振频率。对C波段卫星接收机的LNB本振频率一般 为5150MHz，而Ku频段高频头的本振频率各不相同，在接收时要根据接收 天线高频头上的本振频率（LO）参数进行设置重新输入参数。
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4.连接信号馈线时，是否需要关闭计 算机
• 卫星天线的高频头是依赖接收设备提供电 源，所以在接信号线的时候，同轴电缆芯 线很容易碰到接收卡地线产生火花，损坏 接收卡，或导致系统重启等，所以在接入 时要小心，注意保持芯线和地线（或屏蔽 线）不要相碰。 建议关机操作
5.接收信号有强度，无质量
• 故障分析：卫星天线未对准卫星，信号质 量差。（信号强度只能说明高频头到卫星 卡或接收机间的链路状态，并不能说明已 有卫星信号） 处理方法：调整卫星天线角度，对准卫星
8.计算机与电视机连接正常，但电视 上无法显示
• 故障原因：VGA分配器电源未打开或损坏； 计算机显示设置分辨率或刷新率过高。 • 处理办法：打开VGA分配器电源；更换 VGA分配器；调整计算机显示属性，降低 分辨率，设置刷新频率为60HZ。
9.能正常下载数据资源，但收不到电 视节目
故障原因：功分器下，连接电视机的同轴电 缆破损、断路；功分器损坏；接收机故障 处理方法：加固各接头连接，更换同轴电缆； 更换功分器；更换接收机。
二、常见故障及处理方法
1.卫星卡的参数设置 （以永新卡为例） (1)、在新增频道中添加：频道名称：远程教 育，本振频率：11300，下行频率 ：12395 符号率：27500 极化方式 ：垂直。（默认 已设好） (2)、PID值在数据服务标签中设置，一般只 要设置B2即可
Hale Waihona Puke 产品没有注册时：2.远教IP正常接收的画面是什么样子？
10.能收到电视节目，但无法下载资源
故障原因：接收系统没有授权；如果信号 质量在60%以下，有可能造成用户接收不 到IP数据信息；功分器以下，连接接收计算 机部分同轴电缆破损、断路；功分器损坏。 处理办法：调整卫星天线角度，提高信号 质量；加固各接头连接，更换同轴电缆； 更换功分器。
11.所有参数正确，能锁定卫星，在 计算机上也能正常接收电视和流媒 体，但就是接收不到资源
这种情况常见于初次接收资源时、重新恢复 系统或者重新安装IP接收软件后第一次接收时。 必须设置防火墙策略信任接收软件，不能确 定防火墙是否限制接收软件，可关闭系统中运行 的防火墙，以及关闭Windows自带的防火墙 卫星IP资源接收软件启动后需要等待5-40分 钟（甚至更长一些）才能接收到资源。如果长久 等待仍不行，应重新安装IP接收软件。
6.卫星接收突然无接收信号
故障分析：受外边影响，卫星天线变形或方 向偏移，卫星天线附近有了新的障碍物； 同轴电缆短路或断路；高频头损坏。 处理方法：调整卫星天线角度及形状；更改 卫星天线位置；检查同轴电缆；更换高频 头
7.为什么会出现不打开接收机，就无 法接收IP数据资源的情况？
故障原因：接收卡不能给高频头馈电，高频 头缺电不能正常工作。所以只能打开接收 机给高频头供电。这种现象的原因是在通 电的情况下插拨接收卡卫星天线线缆，造 成卫星接收卡上的馈电电容烧毁。 处理方法：在使用计算机接收IP数据的同时 打开接收机，高频头就能正常工作。
12.搜索不到卫星信号
启动远教IP卫星数据接收软件后，长时间提 示“正在搜索卫星信号”，如图所示。
故障原因：
(1)接收软件启动时间太短。 (2)检查卫星接收卡控制程序是否启动、控制 程序参数设置是否正确。 (3)信号传输的线路存在短路或者断路的情况 (4)卫星天线附近存在干扰源或遮挡物 (5)卫星天线的反射面变形，信号聚焦不正常 (6)高频头损坏
3.如何进行卫星天线对星调整
• 远教工程卫星数据接收系统所接收到的卫星信号来自于 亚太6号卫星，调整卫星天线寻星时，主要是调整卫星 天线的方位角和俯仰角，然后再根据信号的强度对高频 头的极化角进行微调。该星定位于赤道上空，对于各县 市方位角大致的方向是南偏东大于30度左右，俯仰角在 40度左右。在卫星天线对星时，由于专业工具缺乏，方 位角和俯仰角不好掌握，可在系统接收正常时做一些标 记，方便以后进行卫星天线对星操作。方位角采用下垂 线的办法进行标记。卫星天线固定螺丝一般都锁得比较 紧，卫星天线方向不易发生偏离，在检查故障时除非发 现卫星天线固定螺栓松动，所做标记已经偏移，否则做 对星操作前必须慎重检查。
如果在卫星天线上已经为方位角和俯仰角调 整做好标记，则对齐即可，否则，通常可由 两人配合进行卫星天线寻星，步骤如下：
（1）把接收机直接连接在高频头上，并检查高频头与卫 星接收机相连接的线缆接头是否完好 （2）一人轻微、缓慢的上下左右摇动卫星天线（注意动 作幅度不要太大，并且要有耐心）；另一人监控卫星接 收机上的信号质量，直接监控接收机前面板上的“锁定” 灯，或“LOCK”灯，灯显示为红色表示信号已经锁定。 （3）寻星后要求信号质量在40%以上，质量越高接收效 果越好，如果始终不能对出，则可能是高频头损坏，或 卫星天线馈面发生变形造成，就需要更换硬件了。 （4）寻星完毕后，必须将卫星天线的螺丝全部拧紧固定， 防止风力引起卫星天线方向偏离 （5）禁止在通电的情况下插拨卫星天线线缆，由于高频 头需要接收机或接收卡通过75-5线缆馈电作为电源，所 以带电插拨时有可能会将高频头或接收设备烧毁。
卫星数据接收系统
一、故障排除思路 卫星数据接收系统通过功分器分成两个 子系统：以电视机为主的视频接收系统和 以计算机为主要设备的IP数据接收系统，故 障检查应分段进行判断，采用观察和替换 的方法，分别检查两个子系统的软件设置 以及卫星天线系统、同轴电缆的各个连接 口是否导通良好，逐步缩小故障范围，查 找故障原因，不要急于动手拆卸硬件系统。
2.新版本IP数据接收系统软件的窗口状态接收状态 指示灯有三个：接收状态、授权状态、硬盘状态， 绿色为接收正常，红色为停止接收。 最小化程序后在计算机的任务栏里有四不同的显 示，表示不同接收状态： 红色表示没有接收到卫星信号或系统设不正确， 系统未授权； 蓝色表示远程IP数据有信号，未授权。有授权的 用户在第一次接收时会有几分钟时间的授权处理 状态，请不要着急；若长时间蓝灯则表明无授权， 可拨打中央电教馆远教业务咨询电话01066490935查询; 黄色表示系统工作正常，正在下载远教资源； 绿色表示远程IP数据资源接收完成。