[發明專利]用于接收并存儲衛星數據的地面站網格

有效

• 申請號: 200980141986.1
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN102197605A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: J-P·安蒂基迪斯
• 申請（專利權）人: 法國國家太空研究中心
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 張立達;王英

技術領域

本發明涉及一種在全文中成為“衛星網格(satellite?grid)”的設備，包括相互通信的多個數據接收和記錄陸地站。數據接收和記錄陸地站是一種具有用于接收來自位于圍繞地球的軌道中的至少一個衛星的觀測數據的單元以及用于存儲這些數據的單元(大容量存儲器)的站。

本發明還涉及一種觀測設備，尤其是用于觀測地球的設備，包括：部署在圍繞地球的軌道中的至少一個衛星星座，每個衛星包括至少一個觀測數據捕獲設備以及用于將這些觀測數據發送到位于地球表面的接收天線的至少一個設備；分布在地球表面的多個觀測數據接收和記錄陸地站，每個接收和記錄陸地站連接至至少一個接收天線，尤其是連接到屬于該接收和記錄陸地站的接收天線，這些站相互通信；每個衛星的發送設備用于將觀測數據發送到位于該發送設備視野內的任何接收天線，每個接收天線用于在該接收天線位于衛星的發送設備視野內時接收由所述衛星發送的觀測數據。

背景技術

通常，在全文中，術語“觀測”是指任何數據捕獲，包括物理參數(溫度、輻射、地形數據、各種可見或不可見波長形式的圖像等等)的測量，而術語“地球觀測”是指對與地球有關的觀測數據(尤其是來自地球的觀測數據)的任何捕獲。

提供一種用于地球觀測的設備尤其(雖然不是專門)是本發明的一個目的，該設備更具體地旨在捕獲并提供地面觀測圖像，并具有較高的地面分辨率(10米或更小，特別是以一米為量級)以及較高的地球全覆蓋頻率(2星期或更少，特別是以一天為量級)。

在全文中，地球全覆蓋頻率是指觀測設備能夠獲得地球的完整圖像的頻率。

隨著專用于氣象學的裝置的開發，由衛星上的裝置進行地球觀測開始于20世紀50年代。從那時起，就持續不斷地開發這種裝置，同時還支持地面分辨率或刷新頻率，這取決于預期應用。

目前，存在大量的陸地觀測裝置，包括LANDSAT、MODIS、IKONOS、QUICK?BIRD、EROS、SPOT-5、SPOT-4等。這些裝置能夠滿足各種領域(例如農業、制圖、地籍測量、國防、環境、城市規劃、電信、風險管理、可再生資源管理等)中的大量的圖像需求。在所有情況中，在中央處理和存檔站點收集由地面站接收的來自衛星的觀測數據，中央處理和存檔站點能夠以選定的方式對這些各種數據進行合理化、對這些數據進行更新、以及使這些數據相互相關。這種中央站點還能夠相對于觀測數據的日期及其內容來向用戶相關地并均勻地分發觀測數據。衛星觀測數據向中央站點的這種遷移常常由于這些數據的超大容量而引起連接和帶寬問題。例如，GB2432486提出了重用星座中的衛星，以便將數據遷移到地面用戶站。這種方案是十分昂貴和復雜的，并且在總體上并不令人滿意。

裝置IKONOS、QUICK?BIRD、EROS等是具有很高分辨率的衛星，其允許以一米為量級的地面分辨率。另一方面，它們具有的整個地球刷新速率卻大于一個月。

裝置MODIS、MERIS等是具有較低分辨率但具有較高的整個地球刷新速率(以3天到一個星期為量級)的裝置。

換句話說，鑒于現有技術，對用于捕獲并提供觀測衛星數據(尤其是用于陸地觀測)的裝置的設計受到相沖突的約束的影響。從而，在具有高空間分辨率(以一米為量級)但低全覆蓋頻率(以一個星期或一個月為量級)的裝置與具有高全覆蓋頻率(以一天為量級)但低空間分辨率(以100米為量級)的裝置之間存在選擇。

已經提出了另外的方案，以便能夠從預定的特定區域的高覆蓋頻率中獲益，同時從有利的空間分辨率中獲益。這些方案包括采用配備有用于圖像捕獲的光學裝置的一個或多個衛星，該一個或多個衛星允許這些光學裝置的重新校準。特別地，在衛星自然軌跡之外捕獲圖像的能力允許在衛星的幾個連續旋轉期間對相同的地理區域進行觀測。

例如，SPOT衛星星座提供了能夠每天捕獲地球的預定區域的圖像的捕獲能力和刷新速率。該星座包括多個衛星，多個衛星設置在相對于地球同相的太陽同步的、圓形極軌道上。每個衛星具有的周期為26日。每個衛星包括光學裝置、數據記錄器以及用于將圖像發送到地面上的接收站的系統。光學裝置適合于確保得到可參數化的間接目標(oblique?sighting)，使得在26日的周期的過程中，可以數次觀測相同區域。在衛星對于地面站不可見時，數據記錄器能夠在衛星上(on?board)存儲圖像。

從而，該星座可以具有地球特定區域的較高的覆蓋頻率。但是，全覆蓋頻率不能少于26天。此外，如果對該星座進行設置使得在26天的周期期間執行大量的重新校準操作，那么地球的全覆蓋頻率可能比26天多得多。