定义

地面站,地球站或地球终端是设计用于利用航天器(构成航天器系统的地面部分的一部分)的电信或者接收来自天文无线电源的无线电波的地面无线电站。 地面站可能位于地球表面或其大气中。1地球站通过在超高频或极高频带(例如微波)中发射和接收无线电波与航天器通信。 当地面站成功地向空间飞行器发射无线电波(或反之亦然)时,它建立了电信链路。 地面站的主要电信设备是抛物面天线。

组成天线分系统由天线、馈电、驱动、跟踪等设备组成,用于完成对卫星的高精度跟踪及高效率地发射、低损耗地接收无线电信号。

发射放大分系统主要由高功率放大器提供大功率发射信号,可达10kW。

接收放大分系统主要是由低噪声放大器对接收的微弱线号提供放大。它们也被称做射频单元。

地面通信设备分系统包括调制器、上变频器、下变频器和解调器。终端分系统用于与地面通信网的连接。通信控制分系统用于监视各个分系统的工作状态,切换主、备用设备,提供标准时钟及勤务通信。

电信端口电信端口、是一个卫星地面站,其作为连接卫星或地心轨道网络与地面电信网络(例如因特网)的集线器。传送器可以在其他电信功能中提供各种广播服务,例如上传计算机程序或通过上行链路向卫星发出命令。

地球终端复合体在联邦标准1037C中,美国总务管理局将地面终端复合体定义为将地面终端(地面站)集成到电信网络中所必需的设备和设施的集合。

卫星通信标准国际电联无线电通信部门(ITU-R)是国际电信联盟的一个部门,它编纂了通过多国话语商定的国际标准。从1927年到1932年,目前由ITU-R管理的标准和规章由国际无线电咨询委员会管理。

除了ITU-R确定的标准体系之外,每个主要卫星运营商还提供地面站必须满足的技术要求和标准,以便与运营商的卫星进行通信。例如,Intelsat出版了Intelsat地球站标准(IESS:Intelsat Earth Station Standards),其中除其他外,通过其抛物面天线的能力将地面站分类,并预先批准某些天线模型。 Eutelsat发布类似的标准和要求,如Eutelsat地球站标准(EESS:Eutelsat Earth Station Standards)。2

分类地球站可分为固定式地球站、可搬运地球站、便携式地球站、移动地球站以及手持式卫星移动终端。

地面站可以具有固定或巡航位置。 国际电联《无线电规则》第三章第1条3描述了各种类型的固定和移动地面站及其相互关系。专用卫星地球站用于与卫星通信 ,主要是通信卫星。 其他地面站与载人空间站或无人空间探测器进行通信。 要接收遥测数据或跟踪不在对地静止轨道中的卫星的地面站被称为跟踪站。

应用实例监测系统《卫星广播电视地球站抗干扰监控系统与关键技术研究》

广播电视的卫星传输系统采用开放的、无线远程、点对面的传输模式,极易受到干扰。从卫星广播电视系统的有效载荷入手,着重分析透明转发器在干扰情况下的性能,并从卫星、地球站和地球站的监控系统三个方面总结了抗干扰的若干措施,分析下行信道参数的变化过程,并以此为依据提出了下行信道参数比对结合上行信道参数综合判断的抗干扰监控方案。该抗干扰监控系统成功运用到某卫星地球站后,极大提高了该地球站传输故障定位和干扰判断的准确性和处理的及时性,并将干扰的处理时间缩短为秒级水平,真正实现了该地球站的全自动化运行管理。4

跟踪系统《便携式卫星通信地球站卫星跟踪技术的研究与实现》

在对星搜索和画框跟踪两个跟踪过程提出改进,并在此过程使用步长可变,解决跟踪精度与速度之间矛盾,并通过设置参考卫星等措施解决误跟踪问题。最后实现整个通信系统。对星搜索过程主要实现寻求一个高于门限值的AGC电平值,然后进入画框跟踪进行粗跟踪,最终通过十字跟踪精确对准卫星AGC电平最高值。对星搜索的主要改进是利用求偏导对寻星路径改为梯度方向跟踪,即最优路径步进跟踪,提高跟踪速度。画框跟踪主要改进是将固定步长改为可变步长,通过步长可变改进跟踪性能。可变步长步进跟踪技术主要是画框跟踪过程中通过前后AGC变化的幅度来调整步长大小,当前后AGC变化幅度大时步长较大,反之步长较小。步长的变化既有利于在大步长排除干扰,提高速度,也有利于在小步长时提高精度。经过测试基于可变步长的步进跟踪技术对天线的性能有很大提升。5