风云三号卫星数据用户接收处理系统功能规格需求书.docx

风云三号卫星数据用户接收处理系统功能规格需求书中国气象局综合观测司2020年3月编写说明风云三号卫星数据用户接收处理系统功能规格需求书由中国气象局综合观测司组织编写，国家卫星气象中心具体承担。本功能规格需求书详细的编写了系统的结构要求、功能要求和技术指标等。目的是为完成设计、研发和建设风云三号数据接收处理系统提供详细信息。本编写指南编写的条目、排版参考了国标（行标）编写格式。主要编写人员：梁永楼、沙金、彭朝巍、林茂。1 前言错误!未定义书签。1.1 目的错误!未定义书签。1.2 适用范围错误!未定义书签。1.3 编写依据错误!未定义书签。2 缩略语错误!未定义书签。3 结构要求错误!未定义书签。3.1 概述错误!未定义书签。3.2 数据接收分系统错误!未定义书签。3.3 运行管理分系统错误!未定义书签。3.4 数据处理分系统错误!未定义书签。3.5 数据存档分系统错误!未定义书签。4 功能要求错误!未定义书签。4.1 数据接收分系统错误!未定义书签。4.1.1 天线控制功能错误!未定义书签。4.1.2 数据接收功能错误!未定义书签。4.2 运行管理分系统错误!未定义书签。4.2.1 运行控制功能错误!未定义书签。4.2.2 调度管理功能错误!未定义书签。4.2.3 运行监视功能错误!未定义书签。4.3 数据处理分系统错误!未定义书签。4.3.1 FY-3系列卫星VIRR数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.2 FY-3系列卫星MERSI数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.3 FY-3D卫星MERSl(II)数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.4 FY-3C卫星MWRl数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.5 FY-3C卫星IRAS数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.6 FY-3C卫星MWHTS数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.7 EOS系列卫星MODIS仪器数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.8 NOAA系列卫星AVHRR数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.9 METOP系列卫星AVHRR数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.10 NPP卫星VlIRS、ATMS、CrlS载荷数据预处理功能错误!未定义书签。4.3.11 JPSS卫星VilRS、ATMS、CrIS载荷数据预处理模块.错误!未定义书签。4.4 数据存档分系统错误!未定义书签。5 技术指标错误!未定义书签。5.1 数据接收功能错误!未定义书签。5.1.1 天线伺馈错误!未定义书签。5.1.2 数据接收错误!未定义书签。5.2 运行管理、数据处理和数据存档功能错误!未定义书签。6 结构与材料要求错误!未定义书签。6.1 天线主体部分错误!未定义书签。6.2 天线控制器错误!未定义书签。6.3 接收机错误!未定义书签。7 供电要求错误!未定义书签。8 工作环境错误!未定义书签。8.1 站址运行环境错误!未定义书签。8.1.1 物理环境错误!未定义书签。8.1.2 电磁环境错误!未定义书签。8.2 通讯网络错误!未定义书签。8.3 避雷与接地要求错误!未定义书签。9 其他要求错误!未定义书签。9.1 电磁兼容性错误!未定义书签。9.2 屏蔽要求错误!未定义书签。9.3 元器件与连接器错误!未定义书签。9.4 环境适应性要求错误!未定义书签。9.5 可靠性要求错误!未定义书签。9.6 软件容错错误!未定义书签。9.7 工艺要求错误!未定义书签。9.8 文档要求错误!未定义书签。9.9 产品设计寿命错误!未定义书签。1前言1.1 目的风云三号卫星数据用户接收处理系统可自动接收处理中国的风云三号卫星L波段的HRPT和X波段的MPT、美国NOAA系列的HRPT>EOS-TERRA/AQUA卫星的Me)DlS、METoP系列卫星的AVHRR、NPP卫星的VnRS及JPSS卫星的VIIRS等仪器直接广播数据。本功能规格需求书规定了风云三号卫星数据用户接收处理系统的结构要求、功能要求、技术指标和业务运行等要求，为设备制造单位提供产品设计和生成的依据。1.2 适用范围本功能规格需求书适用于风云三号卫星数据用户接收处理系统。接收系统应可实现接收FY-3极轨气象卫星的HRPT和MPT数据，同时兼容接收其他遥感卫星如EOS/MODIS、NoAA系列、METOP系列、NPP及JPSS卫星，X/L波段数据接收；并充分考虑对未来FY-3系列卫星的兼容。1.3 编写依据本需求书风云三号卫星数据用户接收处理系统功能参照下列文件。1地球站电磁环境保护要求(GB136152009)2建筑物防雷设计规范(GB50057-2010)电子计算机机房设计规范(GB50174-93)2缩略语本文档中用到的主要缩略语如表1所示。表1本文档缩略语缩略语英文全称备注FY3FENGYUN-3风云三号GPSGlobalPositioningSystem全球定位系统HRPTHighResolutionPictureTransmission高分辨率图像传输。在FY3卫星上特指通过L波段数传链路实时广播的高分辨率图像资料MPTModerateresolutionPictureTransmission中分辨率光谱成像仪图像传输。在FY-3卫星上特指通过X波段数传链路实时广播的中分辨率光谱成像仪图像资料CCSDSConsultingCommitteeforSpaceDataSystem空间数据系统咨询委员会。NPOESSNOAAPolarOrbitEnvironmentalSatelliteSystem美国大气海洋观测极轨卫星。NPPNPOESSPreparationProgramme为降低NPOESS卫星风险而设立的试验卫星发射计划。MERSIMEdiumResolutionSpectralImager中分辨率光谱成像仪MWHSMicroWaveHumiditySounder微波湿度计MWHTSMicroWaveHumidityTemperatureSounder微波温湿度计MWRIMicroWaveRadiationImager微波成像仪MWTSMicroWaveTemperatureSounder微波温度计VIRRVisibleandInfraRed扫描辐射计Radiometer3结构要求3.1 概述风云三号卫星数据用户接收处理系统由数据接收分系统、运行管理分系统、数据预处理分系统、数据存档分系统四部分组成。系统组成结构框图见图1。数据处理图1系统组成结构框图3.2 数据接收分系统数据接收分系统由天线控制设备组与信道接收设备组构成，其关键设备节点包括天线及馈源、天控器、接收机、变频器、解调器以及分包与快视设备等。按照运行管理分系统的要求，控制天线进行L波段、X波段数据接收，完成对卫星遥感信号的接收、放大、滤波、变频和数据解调、纠误译码、CCSDS同步处理，生成卫星原始数据，同时进行LO数据快视，并对FY3卫星的原始数据进行质量统计。3.3 运行管理分系统运行管理分系统由计算机、相关软件及多媒体设备等组成，主要对整个系统的运行进行自动调度和监控，包括根据轨道根数、轨道预报数据、制定作业表及调度命令等下达给各设备，进行全站的时间校准，是实现系统目标的关键。3.4 数据处理分系统数据处理分系统由一台服务器组成，主要是将接收到的卫星相关载荷数据进行自动预处理，生成具有标准格式、标准文件名称的Ll数据文件，同时将Ll级数据分发到数据存档。3.5 数据存档分系统数据存档分系统由系统监视计算机和磁盘存储组成，主要功能为对利用站的各类数据进行存档管理。4功能要求风云三号卫星数据用户接收处理系统应具备如下功能：(1)全系统自动运行能力；(2)接收天线可根据卫星轨道根数做出轨道预报，自动调整天线到最佳接收位置，更好接收数据；（3）具有多星在轨运行调度的能力。（4）具备多星数据预处理的能力。（5）具备数据存档、管理能力。4.1 数据接收分系统数据接收分系统需完成对卫星遥感信号的接收、放大、滤波、变频和数据解调、纠误译码、数据即时显示并记录等功能。4.1.1 天线控制功能其主要功能有以下几点：（1）接收FY-3极轨气象卫星的HRPT和MPT数据，同时兼容接收其他遥感卫星如EOS/MODIS、Ne）AA系列、METoP系列、NPP及JPSS卫星，X/L波段数据接收；并充分考虑对未来FY-3系列卫星的兼容。（2） X波段7.78.4GHz,L波段1.680-1.7IOGHz双频段左右旋馈源；满足EOS/MODIS,FY-3MPTHRPT,NPPV11RS接收。（3）具有程控跟踪、手动跟踪、自动跟踪和收藏功能的4.2米直径的跟踪天线和天线罩设计，保证能够捕获跟踪所有过境轨道卫星，能稳定、可靠、高效地接收到卫星信号。（4）天线监控计算机具有与运行管理分系统通讯的能力等。（5）天线罩内的空间应能满足12人进入并方便地对天线设备进行维护操作；（6）天线系统具备对L波段信号程控跟踪、对X波段信号程控+自动跟踪两种工作方式，对X波段信号跟踪具有修正预报轨迹和时间的功能。（7）自动和手动进行天线跟踪参数的传输，控制天线进行卫星跟踪。并具有手动天线控制功能便于天线系统的维护。4.1.2数据接收功能（1） 主要任务是接收天线收集的卫星遥感信号，并进行放大、滤波、变频和解调处理。应具有以下功能:（2） 1.频段卫星信号接收采用一级变频方式。（3） X频段卫星信号接收采用二级变频方式。（4） 1.频频卫星信号接收信道，提供L频段卫星信号的接收处理能力。（5） X频段卫星信号接收信道，提供X频段卫星信号的接收处理能力。（6） X频段天线还应提供自动跟踪信道及相关能力。（6）具备BPSK、QPSK.UQPSK信号解调、译码和数据恢复能力。（7）具备入锁、译码、告警等监视能力。（8）具备接受远端、本地控制的能力。4.2运行管理分系统4.2.1运行控制功能对数据接收全过程进行控制管理，包含时间校准、接收时间表生成、与天控设备轨道报传输、接收信道设备控制和接收快视启动等，其主要功能如下：（1）将站时间服务器的数据通过网络和其他接口输出给站内其他设备进行对时，确保各设备的时间精度（网络输出方式下，误差不超过100毫秒）。（2）可从局域网或WEB获取日程表、轨道根数及轨道预报数据等并进行格式转换；（3）具有对轨道根数及轨道预报数据等进行真伪、正确性检验。（4）分发调度命令、业务通知等并进行显示；（5）生成本站各设备的业务运行时间表；（6）具有多星在轨运行调度能力；（7）具备数据质量统计。4.2.2调度管理功能对数据处理全过程进行调度管理，包含时间表分发、数据预处理、产品生成和数据存储等，其主要是功能如下：（1）时间表分发；（2）对数据预处理全流程进行调度管理;（3）对产品生成全流程进行调度管理；（4）数据的存储调度管理。4.2.3运行