CN114844552A - 一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法及系统，方法包括：对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；计算遥感卫星数传链路的信噪比，根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；根据实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。本发明通过针对遥感卫星系统技术特性计算各自的干扰保护标准，避免了使用单一固定的干扰保护标准对遥感卫星数传链路的保护而产生过度保护或保护不足的风险。

Description

一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法及系统
技术领域
本发明涉及遥感卫星数据处理技术领域，具体来说，涉及一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法及系统。
背景技术
遥感卫星数传链路的可靠工作是确保卫星系统在轨获得的各种观测数据得以完整、安全、准确地被指定地面系统接收并供后续分析使用的重要方面，是遥感卫星最重要的功能之一。我国遥感卫星近年来发展迅猛，多颗星同时在轨工作，使用相同的频率进行数传，同时由于国家地理特征和遥感卫星光照等自然条件的限制，各遥感卫星的数传链路工作时间也比较集中，极易引发不同卫星系统间的频率干扰。
为确保遥感卫星数传系统可靠工作，须对各遥感卫星数传链路的通信质量和能够承受来自其他同频系统的干扰的程度做出准确评估，并建立适当的保护标准，在遥感卫星规划论证和系统设计阶段对其可能受到的干扰是否超标进行分析，避免卫星在轨后出现重大干扰风险。
我国遥感卫星的频率兼容性标准研究起步较晚，截止目前尚未形成针对我国当前遥感卫星数传链路的保护标准形成统一的方法，只能参照国际上根据国外典型系统特性制定的采用固定的单一数值作为干扰保护标准。而遥感卫星轨道高度等系统特性并不相同，使用单一固定的干扰保护标准对特定遥感卫星数传链路的保护可能并不适用，容易产生过度保护或保护不足的风险。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法及系统，以解决上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一方面，提供了一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法。
该遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，包括：
对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；
计算遥感卫星数传链路的信噪比，并根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；
将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；
根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。
进一步的，对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子包括：
确定遥感卫星数传链路的传输类型，所述传输类型包括数据直传模式和记录回放模式；
根据不同类型的遥感卫星数传链路的系统能力和质量要求，确定对应类型的遥感卫星数传链路的最小干扰余量；
根据遥感卫星数传链路所处的当前环境，确定遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
进一步的，数据直传模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量大于记录回放模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
进一步的，计算遥感卫星数传链路的信噪比的计算公式如下：Eb/N0＝ (PD+Gt-L+Gr-L0)+228.6-10*log10(T)；其中，Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比；PD为遥感卫星数传链路发射功率；Gt为遥感卫星数传链路发射天线增益；L为遥感卫星数传链路传播损耗，且所述遥感卫星数传链路传播损耗包括自由空间损耗和其他路径损耗；Gr为遥感卫星数传链路接收天线增益；L0为遥感卫星数传接收系统损耗；T为遥感卫星数传接收系统等效噪声温度。
进一步的，根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量的计算公式如下：m＝[Eb/N0]-[Eb/N0]门限；其中，m为遥感卫星数传链路的功率余量；Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比。
进一步的，将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量的计算公式如下：M＝MAX[m,Mmin]；其中，M为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；m为遥感卫星数传链路的功率余量；Mmin 为遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
进一步的，根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值的计算公式如下：I0＝N0*(Mq-1)；其中，I0为遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；N0为遥感卫星数传链路接收系统等效噪声功率密度；q为遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
根据本发明的另一方面，提供了一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统。
该遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，包括：
评估模块，用于对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；
计算模块，用于计算遥感卫星数传链路的信噪比，并根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；
比较模块，用于将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；
干扰确定模块，用于根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。
进一步的，所述评估模块模块包括类型确定模块、余量评估子模块和余量因子评估子模块，其中，所述类型确定模，用于确定遥感卫星数传链路的传输类型，所述传输类型包括数据直传模式和记录回放模式；所述余量评估子模块，用于根据不同类型的遥感卫星数传链路的系统能力和质量要求，确定对应类型的遥感卫星数传链路的最小干扰余量；所述因子评估子模块，用于根据遥感卫星数传链路所处的当前环境，确定遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
进一步的，数据直传模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量大于记录回放模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
进一步的，所述计算模块在计算遥感卫星数传链路的信噪比时所采用的计算公式如下：Eb/N0＝(PD+Gt-L+Gr-L0)+228.6-10*log10(T)；其中，Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比；PD为遥感卫星数传链路发射功率；Gt为遥感卫星数传链路发射天线增益；L为遥感卫星数传链路传播损耗，且该遥感卫星数传链路传播损耗包括自由空间损耗和其他路径损耗；Gr为遥感卫星数传链路接收天线增益；L0为遥感卫星数传接收系统损耗；T为遥感卫星数传接收系统等效噪声温度。
进一步的，所述计算模块在计算遥感卫星数传链路的功率余量时所采用的计算公式如下：m＝[Eb/N0]-[Eb/N0]门限；其中，m为遥感卫星数传链路的功率余量；Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比。
进一步的，所述比较模块在确定实际干扰余量时的计算公式如下： M＝MAX[m,Mmin]；其中，M为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；m为遥感卫星数传链路的功率余量；Mmin为遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
进一步的，所述干扰确定模块在确定遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值时的计算公式如下：I0＝N0*(Mq-1)；其中，I0为遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；N0为遥感卫星数传链路接收系统等效噪声功率密度；q 为遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
有益效果：本发明通过针对遥感卫星系统技术特性计算各自的干扰保护标准，得到的结果具有较强的针对性，既满足遥感卫星数传链路干扰保护的目标，又提供了通用的计算方法，规避了保护标准不适应带来的用频安全风险，避免了使用单一固定的干扰保护标准对特定遥感卫星数传链路的保护而产生过度保护或保护不足的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例的一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统的系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法及系统。
如图1所示，根据本发明实施例的一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，包括：
步骤S101，对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；
步骤S103，计算遥感卫星数传链路的信噪比，并根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；
步骤S105，将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；
步骤S107，根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。
实际应用时，在对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子时，先确定遥感卫星数传链路的传输类型，所述传输类型包括数据直传模式和记录回放模式；其中，数据直传模式的数传系统实时地将卫星相机分系统获取的图像及其他星上探测载荷获得的数据进行数据压缩、格式编排、加扰等处理后，经数传通道下传给地球站接收。此类遥感卫星数传分系统不配备固态存储器或配备的固态存储器不工作。记录回放模式的数传系统的遥感卫星接收地面上行的遥控指令，相机等星载探测载荷在指定区域开机工作，卫星数传分系统实时接收相机等载荷的数据，按规定进行数据压缩、格式编排、加扰等处理后，存储在固态存储器中。当卫星运行至满足条件的地球站时，将固态存储器中存储的数据通过射频系统放大回传到地面数据接收站。
以上两种工作模式下的遥感卫星数传链路对通信质量的保障要求并不相同，须分别确定其通信质量要求，通常直传模式的数传链路相对于记录回放模式的数传链路对链路通信质量要求较低，对干扰承受能力更强。因此，数据直传模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量大于记录回放模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
而任何无线电通信系统都需要承受一定程度的干扰，遥感卫星数传链路也是如此。因此，需要根据不同类型的遥感卫星数传链路的系统能力和质量要求，确定对应类型的遥感卫星数传链路的最小干扰余量，且最小干扰余量大于零。
另外，考虑到未来会不断出现各种同频的系统，都可能对当前拟评估的遥感卫星数传链路产生有害干扰，因此干扰余量需要有一部分预留给未来可能增加的干扰，因此需要设定当前条件下可以被消耗的干扰余量因子。即，根据遥感卫星数传链路所处的当前环境，确定遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
此外，在具体应用时，计算遥感卫星数传链路的信噪比的计算公式如下： Eb/N0＝(PD+Gt-L+Gr-L0)+228.6-10*log10(T)；其中，Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比；PD为遥感卫星数传链路发射功率，单位dBw；Gt为遥感卫星数传链路发射天线增益，单位dBi；L为遥感卫星数传链路传播损耗，且所述遥感卫星数传链路传播损耗包括自由空间损耗和其他路径损耗，单位dB；Gr为遥感卫星数传链路接收天线增益，单位dBi；L0为遥感卫星数传接收系统损耗，单位dB；T为遥感卫星数传接收系统等效噪声温度，单位K。
而计算待评估遥感卫星数传链路Eb/N0余量m(单位dB)的计算公式如下：m＝[Eb/N0]-[Eb/N0]门限；其中，m为遥感卫星数传链路的功率余量；Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比。比较遥感卫星数传链路功率余量M和最小干扰余量Mmin，取较大值M，具体的，计算公式为：M＝MAX[m,Mmin]；其中，M为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；m为遥感卫星数传链路的功率余量；Mmin为遥感卫星数传链路的最小干扰余量。而根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值的计算公式如下：I0＝N0*(Mq-1)；其中，I0为遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；N0为遥感卫星数传链路接收系统等效噪声功率密度；q为遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
如图2所示，根据本发明实施例的一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，包括：
评估模块201，用于对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；
计算模块203，用于计算遥感卫星数传链路的信噪比，并根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；
比较模块205，用于将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；
干扰确定模块207，用于根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。
实际使用时，所述评估模块模块201包括类型确定模块(图中未示出)、余量评估子模块(图中未示出)和余量因子评估子模块(图中未示出)，其中，所述类型确定模，用于确定遥感卫星数传链路的传输类型，所述传输类型包括数据直传模式和记录回放模式；所述余量评估子模块，用于根据不同类型的遥感卫星数传链路的系统能力和质量要求，确定对应类型的遥感卫星数传链路的最小干扰余量；所述因子评估子模块，用于根据遥感卫星数传链路所处的当前环境，确定遥感卫星数传链路的干扰余量因子。其中，数据直传模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量大于记录回放模式下的遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
此外，所述计算模块203在计算遥感卫星数传链路的信噪比时所采用的计算公式如下：Eb/N0＝(PD+Gt-L+Gr-L0)+228.6-10*log10(T)；其中，Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比；PD为遥感卫星数传链路发射功率；Gt为遥感卫星数传链路发射天线增益；L为遥感卫星数传链路传播损耗，且该遥感卫星数传链路传播损耗包括自由空间损耗和其他路径损耗；Gr为遥感卫星数传链路接收天线增益；L0为遥感卫星数传接收系统损耗；T为遥感卫星数传接收系统等效噪声温度。所述计算模块203在计算遥感卫星数传链路的功率余量时所采用的计算公式如下：m＝[Eb/N0]-[Eb/N0]门限；其中，m为遥感卫星数传链路的功率余量；Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比。
而所述比较模块205在确定实际干扰余量时的计算公式如下：M＝MAX[m, Mmin]；其中，M为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；m为遥感卫星数传链路的功率余量；Mmin为遥感卫星数传链路的最小干扰余量。所述干扰确定模块207在确定遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值时的计算公式如下： I0＝N0*(Mq-1)；其中，I0为遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；N0为遥感卫星数传链路接收系统等效噪声功率密度；q为遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
借助于本发明的上述技术方案，通过通过针对遥感卫星系统技术特性计算各自的干扰保护标准，得到的结果具有较强的针对性，既满足遥感卫星数传链路干扰保护的目标，又提供了通用的计算方法，规避了保护标准不适应带来的用频安全风险，避免了使用单一固定的干扰保护标准对特定遥感卫星数传链路的保护而产生过度保护或保护不足的风险。
而在实际应用时，本发明提供的干扰保护指标是干扰信号功率强度，根据当前国际电信联盟对卫星系统间频率共用和干扰评估常用指标体系，当计算其他干扰评估指标时(包括C/I，I/N，C/N+I，ΔT/T，pdf等)，本发明的技术方案都适用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，其特征在于，包括：
对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；
计算遥感卫星数传链路的信噪比，并根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；
将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；
根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。
2.根据权利要求1所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，其特征在于，计算遥感卫星数传链路的信噪比的计算公式如下：
Eb/N0＝(PD+Gt-L+Gr-L0)+228.6-10*log10(T)；
其中，Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比；PD为遥感卫星数传链路发射功率；Gt为遥感卫星数传链路发射天线增益；L为遥感卫星数传链路传播损耗，且所述遥感卫星数传链路传播损耗包括自由空间损耗和其他路径损耗；Gr为遥感卫星数传链路接收天线增益；L0为遥感卫星数传接收系统损耗；T为遥感卫星数传接收系统等效噪声温度。
3.根据权利要求2所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，其特征在于，根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量的计算公式如下：
m＝[Eb/N0]-[Eb/N0]门限；
其中，m为遥感卫星数传链路的功率余量；Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比。
4.根据权利要求3所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，其特征在于，将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量的计算公式如下：
M＝MAX[m,Mmin]；
其中，M为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；m为遥感卫星数传链路的功率余量；Mmin为遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
5.根据权利要求4所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定方法，其特征在于，根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值的计算公式如下：
I0＝N0*(Mq-1)；
其中，I0为遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；N0为遥感卫星数传链路接收系统等效噪声功率密度；q为遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
6.一种遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，其特征在于，包括：
评估模块，用于对遥感卫星数传链路进行评估，确定遥感卫星数传链路的能够承受的最小干扰余量以及干扰余量因子；
计算模块，用于计算遥感卫星数传链路的信噪比，并根据该信噪比确定遥感卫星数传链路的功率余量；
比较模块，用于将该功率余量与最小干扰余量相比，取较大值作为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；
干扰确定模块，用于根据所述实际干扰余量以及干扰余量因子，计算遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；将该干扰信号功率密度限值作为遥感卫星数传链路的干扰保护标准值。
7.根据权利要求6所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，其特征在于，所述计算模块在计算遥感卫星数传链路的信噪比时所采用的计算公式如下：
Eb/N0＝(PD+Gt-L+Gr-L0)+228.6-10*log10(T)；
其中，Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比；PD为遥感卫星数传链路发射功率；Gt为遥感卫星数传链路发射天线增益；L为遥感卫星数传链路传播损耗，且该遥感卫星数传链路传播损耗包括自由空间损耗和其他路径损耗；Gr为遥感卫星数传链路接收天线增益；L0为遥感卫星数传接收系统损耗；T为遥感卫星数传接收系统等效噪声温度。
8.根据权利要求7所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，其特征在于，所述计算模块在计算遥感卫星数传链路的功率余量时所采用的计算公式如下：
m＝[Eb/N0]-[Eb/N0]门限；
其中，m为遥感卫星数传链路的功率余量；Eb/N0为遥感卫星数传链路的信噪比。
9.根据权利要求8所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，其特征在于，所述比较模块在确定实际干扰余量时的计算公式如下：
M＝MAX[m,Mmin]；
其中，M为遥感卫星数传链路的实际干扰余量；m为遥感卫星数传链路的功率余量；Mmin为遥感卫星数传链路的最小干扰余量。
10.根据权利要求9所述的遥感卫星数传链路干扰保护标准确定系统，其特征在于，所述干扰确定模块在确定遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值时的计算公式如下：
I0＝N0*(Mq-1)；
其中，I0为遥感卫星数传链路的干扰信号功率密度限值；N0为遥感卫星数传链路接收系统等效噪声功率密度；q为遥感卫星数传链路的干扰余量因子。
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