TeraScan卫星数据接收与处理系统

　　TeraScan是目前一种比较流行的卫星数据接收和处理系统，它不仅包括各种用于接收处理的软件系统，还包括各种配套的硬件设备，可以接收可见光和红外信息，对于分布于我国的绝大多数卫星地面站，主要用于获取大面积分布、时间序列的中国海叶绿素浓度、悬移质浓度、有机溶解物含量、初级生产力、透明度、漫衰减系数、海表温度等海洋生态环境参数和海洋光学参数。这些参数可以直接应用于海洋生物学、近海生态环境研究、赤潮监测、海洋渔业、海洋通量研究、河口海岸带、海温预报、污染监测、热通量研究、气候研究、大气温度、湿度廓线。TeraScan系统虽然不能接收海洋动力学参数，但是以上参数的时间序列的空间分布图像，可显示大中尺度海洋动力学现象和规律，如Elni?o，黑潮及其流系，温度锋面，涡旋，上升流等。

　　TeraScan是目前一种比较流行的卫星数据接收和处理系统，它不仅包括各种用于接收处理的软件系统，还包括各种配套的硬件设备，可以接收可见光和红外信息，对于分布于我国的绝大多数卫星地面站，主要用于获取大面积分布、时间序列的中国海叶绿素浓度、悬移质浓度、有机溶解物含量、初级生产力、透明度、漫衰减系数、海表温度等海洋生态环境参数和海洋光学参数。这些参数可以直接应用于海洋生物学、近海生态环境研究、赤潮监测、海洋渔业、海洋通量研究、河口海岸带、海温预报、污染监测、热通量研究、气候研究、大气温度、湿度廓线。TeraScan系统虽然不能接收海洋动力学参数，但是以上参数的时间序列的空间分布图像，可显示大中尺度海洋动力学现象和规律，如Elniño，黑潮及其流系，温度锋面，涡旋，上升流等。

　　TeraScan系统主要接收和处理的卫星包括OrbView-2(轨道观测卫星2号)及NOAA(美国海洋与大气局)系列卫星。其中从NOAA卫星获取的AVHRR(Advanced Very High Resolution Radiometer)数据为实时模式的数据，从OrbView-2卫星获取的SeaWiFS(Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor)数据为延时模式的加密数据，需两周后才能解密。

　　系统由硬件和软件两部分组成，其硬件系统大致可分为室外和室内两个部分，室外部分主要包括1.2m天线、1.5m天线罩、钢制基座、通讯电缆。室内部分主要包括SUN Ultra 10工作站、UPS、HR250 Receiver、SGP(Seastar Ground Processor)、SGPI(Seastar Ground Processor Interface)、4mm DAT 磁带机、调制解调器。软件Solaris 2.7及各种卫星数据接收和处理专用软件模块。

　　以AVHRR、SeaWiFS两个传感器为例，AVHRR是NOAA极轨卫星上携带的主要传感器，这种传感器共有5个通道，包括1个可见光通道、2个近红外通道、2个红外通道，可以测量地球及大气层的可见光、近红外、红外辐射。SeaWiFS为OrbView-2卫星上携带的主要传感器，它共有8个通道，包括6个可见光通道和2个近红外通道。NOAA和OrbView-2运行在850km高空的近极地太阳同步轨道上，每天大约提供2次全球覆盖，AVHRR和SeaWiFS在天底的视场为1.1km。当卫星沿其轨道飞行时，传感器不断地扫描卫星经过的地球上的狭长区域(swath)，采集扫描线上的小块区域(采样点)的辐射量，每个通道记录很窄一段波长范围内的辐射量。

　　TeraScan系统根据轨道要素(Orbital Elements)事先计算出极轨卫星的轨道，即对某接收地点来说，卫星出现的时间、卫星的高度角、卫星的扫描范围，卫星过境持续的时间。当卫星出现时，碟形卫星天线转动，跟踪卫星的飞行轨道，接收卫星的传输信号，整个天线接收的信号被反射到位于其前方中心位置的馈源上，馈源把收集到的信号传送到低噪声放大器(LNA)进行放大处理，放大后的信号经过下变频器(down converter)由高频RF(L波段)信号转换为中频(IF)信号。IF信号通过同轴电缆从下变频器进入接收器HR250，HR250的功能与普通收音机相同，可以锁定HRPT telemetry的特定载波频率，并从中提取嵌入的传感器数据(基带信号)，这个过程被称为解调。解调信号接着进入HR250箱中的位同步器，位同步器提供一个与解调数据同步的相位同步时钟脉冲，并把PCM格式由双相位(卫星上的编码方式)解码为NRZ-L(帧同步器编码方式)。

位数据流和时钟脉冲信号经过SGPI (Seastar Ground Processor Interface)直接进入帧同步器，连续的位数据流在这里被分割成有意义的数据块(称为帧)，每一帧数据对应于传感器扫描的一行数据，帧的开始部分是固定的头信息，称为帧同步信号，帧同步器把帧同步信号连同数据及时钟脉冲信号传送给TeraScan软件，这样软件就知道应该从帧的什么位置开始读取数据内容。