重要設施 │ 衛星操控系統

國家太空中心緣起於1991年10月

國家太空中心的衛星操控系統包含有衛星操控中心及衛星地面站,是為完成福衛衛星指令上鏈、衛星追蹤、軌道控制及資料擷取與處理等全程之衛星任務操作需求而設計的,除確保福衛系列衛星計畫的成功運作外,冀可達成我國太空的長期發展計畫目標。衛星操控系統是採取開放式及模組式的系統架構,目前已成功地操控福衛一號、二號及三號的飛行作業,未來只要部份模組化軟體修正及硬體升級,即可執行於後續衛星計畫的任務操作。


▲ 國家太空中心衛星操控系統圖

衛星操控中心

衛星操控中心設於國家太空中心內,為衛星操控系統的主要設施,係使用單一的衛星地面操控平台同時操控多枚衛星。目前主要任務為執行福爾摩沙衛星二號及福爾摩沙衛星三號星系的任務操作,其組成包含有:

任務操作中心 任務控制中心
任務操作中心負責全天候的衛星任務操作,並進行地面站的監控。主要任務包含:指令上鏈、遙傳資料處理、衛星及酬載狀態監視、衛星危機處理、地面站監控、操作資料庫管理、衛星資料分析及存檔等。 任務控制中心負責衛星及酬載活動規劃,主要任務包含:衛星與酬載操作時程規劃、操作時程衝突解決、海外支援站操作時序規劃與確認、衛星操作指令集產生等。
地面通訊網路
地面通訊網路負責衛星操控中心及外部設施的資料傳輸。衛星操控中心的網路主幹為Gigabitethernet,並以台灣高品質的學術研究網路(TaiWan Advanced Research and Education Network,TWAREN)連接位於中壢及台南的S頻段遙傳追蹤指令站,而海外發射場及海外支援站則以VPN (Visual Private Network)線路進行連結。
飛行動態設施 科學控制中心
飛行動態設施主要任務是分析衛星下傳的全球定位系統(GPS)資料及地面站收集的天線追蹤數據,藉以掌握衛星的飛行動態。主要工作為軌道判定、軌道轉換、地表軌跡繪製、軌道動力分析、發射模擬及星系管理規劃等。 科學控制中心為衛星地面系統的科學資料處理中心,擔任衛星地面系統與科學資料分送中心間的溝通橋樑。其主要任務為科學操作規劃及管理、科學資料處理及儲存。


▲ 國家太空中心衛星操控中心

衛星地面站

衛星地面站是衛星與衛星操控中心溝通的橋樑,國家太空中心於國內設有三座S頻段遙傳追蹤指令站及一座X頻遙測影像資料接收站,並於國外建立有海外支援站,其主要任務分述如下:

S頻段遙傳追蹤指令站 X頻段遙測影像資料接收站
S頻段遙傳追蹤指令站負責衛星指令發送及遙傳資料接收,其組成包含基頻設備、標準時間與頻率設備、天線監控與信號監視設備、射頻與8米凱式碟型天線等。國家太空中心分別於中壢中央大學及台南成功大學歸仁校區設有一及二站的S頻段遙傳追蹤指令站,每站均具備相同的系統組成與性能,而中壢的S頻段遙傳追蹤指令站則同時兼具有任務操控中心功能,是作為衛星操作控制中心的緊急備援中心。 X頻段遙測影像資料接收站建置於新竹科學園區國家太空中心樓頂,為一直徑7.2米的凱式碟型天線,最高接收資料量可達320 Mbps。主要任務為接收福爾摩沙衛星二號所拍攝的遙測影像資料,並將接收資料送至影像處理中心進行影像的呈現與分析。之外,X頻段遙測影像資料接收站也可接收其他同頻段資源遙測衛星的影像資料,如TERRA及AQUA註衛星等。
註:Terra及Aqua為美國NASA發射之遙測應用衛星。
海外支援站
海外支援站主要是提供衛星任務操作中發射與早期軌道、衛星緊急及軌道轉換作業時所需的支援,國家太空中心是以委託或國際合作的方式取得。而ADSL及VPN是作為衛星操控中心與海外支援站間介面資料傳輸的工具,衛星指令經由衛星操控中心傳至海外支援站,而海外支援站所接收的衛星與酬載資料,亦經由此專線直接傳送至衛星操控中心進行分析與處理。
▲ S頻段遙傳追蹤指令中壢站 ▲ S頻段遙傳追蹤指令台南站 ▲X頻段遙測影像資料接收站
▲ 海外支援站
(挪威Tromso站)
▲ 海外支援站(阿拉斯加Fairbanks站) ▲ 海外支援站(南極McMurdo站)
▲ 海外支援站(北極Svalbard站)