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【微课堂】卫星数据接收的那些事儿(传输篇)

2017-05-24 张箐 中科院遥感地球所

遥感地球所所属中国遥感卫星地面站目前拥有五个卫星数据接收站,分别为北京密云接收站、新疆喀什接收站、海南三亚接收站、云南昆明接收站以及北极接收站。


那么问题来了:数据接收远在千里之外,如何送到位于北京的地面站本部?


遥感数据传输的“高速公路”:遥感数据传输系统


遥感数据传输系统具备对海量数据进行网络快速传输汇聚的能力,可以将我国各个接收站所接收的遥感卫星原始数据和快视图像数据,通过地面光纤网络快速汇聚到地面站北京本部,并根据不同的任务要求将数据传输至各个相关数据处理系统,供后续数据处理。


业务流程图


目前,中国遥感卫星地面站遥感数据传输系统能够实现高效的数据网络传输。2009年1月和2010年4月,喀什站至地面站北京本部、三亚站至地面站北京本部的155Mbps带宽传输专线分别建成。2009年1月,升级密云站至地面站北京本部千兆带宽传输专线,并建成了地面站北京本部至资源卫星应用中心万兆带宽传输专线。这使得国内首次实现了民用海量陆地遥感卫星数据远距离高速网络传输,改变了以往依赖航空运输传递数据磁带或磁盘的相对落后方式。根据卫星种类和数据传输任务的增多,数据传输系统的能力也在不断提升。目前喀什站/三亚站到北京已经具备622Mbps网络带宽,北极接收站至北京具备450Mbps的网络带宽。


图为遥感卫星数据磁带库。以前卫星数据记录在专门的磁带上,依靠航空或陆路运输。磁带存在着数据记录量小、数据读取速度慢、容易老化、需要人工运输来完成数据传递等缺点而逐步被淘汰,改为通过地面光纤网络传输与汇聚遥感数据。


这些系统资源优势保证了各种遥感数据可以通过网络快速汇聚到北京接收中心总部。举例来说,总量为60GB的遥感数据可以在5分钟之内从密云站传送至地面站北京本部;同样大小的数据可以在15分钟之内从喀什站或者三亚站传送回地面站北京本部;即便是在遥远的北极站,数据也只需要40分钟的时间就可以传输回北京。

如果说数据实现5分钟内传输还是“近实时”、“准实时”,那么目前已实现的“数据实时传输”,则是当卫星数据下发地面开始进行数据记录的同时,即开始将数据通过网络快速传送回北京,也就是“边记录边传输”。当有重大灾情发生时,这种数据传输方式可以极大的提高卫星数据获取的时效性。


全自动化运行系统


目前,中国遥感卫星地面站遥感数据传输系统已实现了全自动化的系统运行,整个系统完全由数据传输任务指令所驱动。


究竟是如何运行的呢?请看下面分解:


  • 第一步:接收来自接收运行管控系统的数据传输任务指令。

  • 第二步:将任务指令自动转化为数据传输系统的运行任务单,对各种任务按照不同的时效性要求进行作业编排。

  • 第三步:当任务执行时间到来之际,数据传输系统自动启动任务,并根据每个具体传输任务的时效性要求以及当时的网络资源和系统设备资源情况,自动计算出每个任务执行所需要的网络带宽,并分配给具体的传输进程。

  • 第四步:根据数据传输任务的执行和完成情况,对各个传输作业的网络带宽进行动态调整,为各个数据传输任务分配合理的网络带宽,提高整个网络链路的数据传输效率。


数据传输系统控制中心


中国遥感卫星地面站数据传输中心


作为我国对地观测卫星数据传输的枢纽与任务控制管理中心,中国遥感卫星地面站数据传输中心是依托国家对地观测重大工程地面系统建设项目而建立并发展起来的,是卫星数据传输的指挥、管理、控制中心,可以完成对多个卫星接收站、多种类卫星、多时效性要求的遥感数据的网络快速传输汇聚的执行和综合管理。

数据传输中心可以对各个接收站的所有网络设备和传输设备的工作状态、对连接各个接收站到北京数据中心的网络传输专线的连接状态进行实时监视,实时了解每条网络专线上的数据流量状态。

数据传输中心还可以对各个接收站机房和园区天线的工作状态进行实时的影像监视。

可以说,数据传输中心不仅在网络资源和系统设备资源方面在国内外同行领域中具有优势,同时在系统功能和性能方面也处于领先地位。目前,数据传输中心承担着我国环境减灾系列卫星 HJ-1A/1B/1C、资源一号02C、资源三号01/02、高分系列卫星、CBERS-04、实践九号A星等陆地观测卫星,以及暗物质粒子探测卫星、量子科学实验卫星等空间科学卫星,共计14颗卫星的数据网络传输任务。系统从2008年投入运行以来共完成网络传输的数据总量约4PB 左右,为我国遥感对地观测和空间科学研究做出了重要贡献。


以上内容由中国遥感卫星地面站张箐提供。





往期回顾

【微课堂】卫星数据接收的那些事儿(规划篇)

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