专利名称：无人值守通信卫星数据采集方法
技术领域：
本发明涉及一种数据收集及远距离传送方法，特别适用于水情数据的收集与传送。
目前国际上在数据收集与远距离传送方面大都采用卫星来实现，其方式为收集发送→卫星→接收处理，根据不同的要求、不同的使用特点采用不同的星种，在采集水情数据方面一般都采用气象卫星。气象卫星大都装备一个窄带转发器，带宽为0.3MHz～0.4MHz，每路通道带宽3KHz或1.5KHz，有133路通道，传送数据率为100bit/s，发送波束宽度30°，因此对发送装置来说气象卫星易对准，且由于发射频率低，在硬件线路上通过中频调制即可发射，故线路简单容易实现，仅用太阳能电池和蓄电池就可以完成供电需要，耗电量小，容易实现无人值守，但是，气象卫星也有很大缺陷，首先转发器数据率低，每一个数据收集平台传送一次数据需130秒，以10分钟为限，每一路通道只能传送4个平台的收集的数据，而我国地域辽阔，河流多，水文情况复杂，特别是水情的变化较快，在短期内将数据收集齐，需占用很多条通道，但气象部门只能分配少数几条通道，在不发生数据碰撞的前提下，将数据收集齐需要几天的时间，如果在汛期，这样长的周期无法及时了解当地的水情变化，更为重要的是，我国目前尚无同步气象卫星，只能用极地轨道气象卫星转发，而这种卫星每天的有效使用时间很短，数据采集周期将更长;其次，气象卫星不能进行语音转发，而就报讯而言保持与控制中心的通话联系其必要性不亚于数据传送;第三，气象卫星的低数据率传输无法满足计算机网络的中、高数据率传输，不利于实现计算机网络通信。采用通信卫星进行转发虽然可以解决上述问题(因其频宽500MHz，通道容量大)，但也存在一些问题，由于发射频率高，一般用微波频率综合器和中频频率综合器变频至发送频段后发射，这种变频方法用电量很大，需要持续供电，仅用太阳能电池及蓄电池根本无法满足用电要求，一般采用交流供电，然而水情数据采集站大都在人口稀少的偏远地区及河口一带，地理环境复杂，很难架线拉电进行持续供电，即使某些地方可以供电，因设备庞大，需要经常检修保养，也必须长期有人值班，即无法做到无人值守。
本发明的目的在于提供一种以通信卫星为中继，既能快速、大容量传输数据以及兼容语音信号，又能实现数据收集站无人值守的数据采集方法。
本发明的实现方式1.数据收集及发送，将水位计、雨量计等传感器收集的数据以及由键盘输入的文字和麦克风输入的语音送入微处理器，微处理器进行分类、编码、存储后在定时器的控制下输出编码后的串行数据信号S至PSK-PCM中频调制器，得到中频信号f0，其特征在于中频信号f0在与混频信号f1及f2两次混频后再倍频至通信卫星所规定的地面上行频率，其中，第一次混频即f0+f1为P频段，第二次混频即f0+f1+f2为L频段。
2.接收及处理，在现有通信卫星接收站的中频变频输出端口，配以能恢复串行数据信号S的中频解调器进行解调，然后送入数据处理及显示装置。
本发明的优点在于1.缩短了数据发送及收集周期且占用卫星通道少，以一条通道为例，应用气象卫星转发，每一个采集站用130秒，用通信卫星转发，其数据传输率可达1200bit/s，每一个采集站用3.54秒，采集周期缩短了36.7倍;
2.在用通信卫星转发的前提下，实现数据采集站无人值守，由于发送采用两次混频及倍频技术，从而免去了微波频率综合器及中频频率综合器，使硬件结构简化，耗电量降低，仅用太阳能电池及蓄电池维持标准晶振工作即可，从而实现无人值守;
3.实现语音通信以保持与控制中心的通话联系;
4.信号的接收以现有的卫星通信地面站或卫星地面接收站为基础另配中频解调器即可，无需单独建站，又鉴于空间通信卫星较多，可任选租用通道传输，无需专门发射专用卫星，从而节省费用;
5.信道质量高，误码率低，检错纠错工作可以简化;
6.可靠性高，由于空间中通信卫星很多，一旦所使用的通道出现问题可以随时转租卫星以保证通道畅通，而气象卫星很少，如果出现问题将使数据传输陷于中断。
下面结合实施例及附图进行详细说明
图1为本发明实施例的数据收集传送框2为本发明实施例的数据接收框图参考附图1，水位计(1)、雨量计(2)等测试传感器收集的数据以及由键盘(K)输入的文字和麦克风(P)输入的语音送入微处理器(3)，微处理器(3)进行分类、编码、存储后在定时器(4)的控制下输出编码后的串行数据信号S至PSK-PCM中频调制器(5)，标准晶振Ⅰ(7)为定时器(4)提供时间参照，标准晶振Ⅰ(7)经倍频器Ⅰ(6)倍频至中频送入中频调制器(5)被信号S调制，输出中频调制信号f0，标准晶振Ⅰ(7)经由鉴相器(9)、程控分频器(10)及压控振荡器(11)组成的压控振荡锁相环输出至倍频器Ⅱ(14)倍频产生第一次混频信号f1，f1在混频器Ⅰ(12)内与中频信号f0混频至P频段，标准晶振Ⅱ(8)产生的第二次混频信号f2在混频器Ⅱ(13)内与混频器Ⅰ(12)输出的第一次混频信号f0+f1再次混频至L频段，再由倍频器Ⅲ(15)倍频至通信卫星所规定的地面上行频率F，经功率放大器(16)放大后送至天线(17)发送。
参考附图2，通信卫星转发的信号由卫星通信地面站天线(18)接收，经低噪声放大器(19)放大送至中频变频器(20)，其特征在于在中频变频器(20)的输出端，接一个能恢复串行数据信号S的中频解调器(21)进行解调，然后送入数据处理及显示装置(22)。
权利要求
1.一种无人值守通信卫星数据采集方法，其数据收集及发送包括将水位计、雨量计等传感器收集的数据以及由键盘输入的文字和麦克风输入的语音送入微处理器，微处理器进行分类、编码、存储后在定时器的控制下输出编码后的串行数据信号S至PSK-PCM中频调制器，得到中频信号f0，其特征在于中频信号f0在与混频信号f1及f2两次混频后再倍频至通信卫星所规定的地面上行频率，其中，第一次混频即f0+f1为P频段，第二次混频即f0+f1+f2为L频段。
2.一种无人值守通信卫星数据采集方法，其接收以常规通信卫星接收站为基础，其特征在于在中频变频器的输出端口，配以能恢复串行数据信号S的中频解调器进行解调，然后送入数据处理及显示装置。
3.根据权利要求1所述的无人值守通信卫星数据采集方法，水位计(1)、雨量计(2)等测试传感器收集的数据以及由键盘(K)输入的文字和麦克风(P)输入的语音送入微处理器(3)，微处理器(3)进行分类、编码、存储后在定时器(4)的控制下输出编码后的串行数据信号S至PSK-PCM中频调制器(5)，标准晶振Ⅰ(7)为定时器(4)提供时间参照，其特征在于标准晶振Ⅰ(7)经倍频器Ⅰ(6)倍频至中频后送入中频调制器(5)被信号S调制，输出中频调制信号f0，标准晶振Ⅰ(7)经由鉴相器(9)、程控分频器(10)及压控振荡器(11)组成的压控振荡锁相环输出至倍频器Ⅱ(14)倍频产生第一次混频信号f1，f1在混频器Ⅰ(12)内与中频信号f0混频至P频段，标准晶振Ⅱ(8)产生的第二次混频信号f2在混频器Ⅱ(13)内与混频器Ⅰ(12)输出的第一次混频信号f0+f1再次混频至L频段，再由倍频器Ⅲ(15)倍频至通信卫星所规定的地面上行频率F。
4.根据权利要求2所述的无人值守通信卫星数据采集方法，通信卫星转发的信号由通信卫星地面站天线(18)接收，经低噪声放大器(19)放大送至中频变频器(20)，其特征在于在中频变频器(20)的输出端，接一个能恢复串行数据信号S的中频解调器(21)进行解调，然后送入数据处理及显示装置(22)。
全文摘要
一种无人值守通信卫星数据采集方法，特别适用于水情数据的采集，该方法改变了常用微波频率综合器和中频频率综合器变频至发送频段的方法，采用二次混频将中频信号变频至通信卫星规定的地面上行频率，其接收以常规通信卫星接收站为基础稍加改进即可，从而解决了用气象卫星无法解决的既能快速、大容量传输数据以及兼容语音信号，又能实现数据收集站无人值守的问题，而且信道质量高，误码率低，可靠性高。
文档编号H04B7/00GK1053336SQ9110064
公开日1991年7月24日 申请日期1991年2月6日 优先权日1991年2月6日
发明者曾令儒 申请人:航空航天部五院五○三研究所