《哨兵1SAR空间数据包协议数据单元》文档对数据包的结构进行了详细描述，并提供了用户数据的格式和解码算法。
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今天介绍的内容如下：
哨兵1SAR空间数据包协议数据单元文档（六）
3.2 数据包次要头部（Packet Secondary Header）
3.2.5 雷达配置支持服务 (Radar Configuration Support Service)
3.2.5.14 SES SSB数据字段
SES SSB数据字段指示了SES（SAR电子子系统）的实际配置。该数据字段如表3.2-18所示。
表格内容翻译：
校准模式（Cal Mode）
信号类型（Signal Type）
交换标志（Swap）
条带编号（Swath Number）
3.2.5.14.1 校准模式（Calibration Mode）
描述：校准模式仅在校准操作中相关。它指示了实际校准操作中应用的PCC序列的类型。
性能：在校准操作期间，该值为恒定值。
短名称：CALMOD
代码名称：CALMODcode
代码属性：
o 开始位置：第62个字节的第0位
o 结束位置：第62个字节的第1位
o 码的大小：2位
o 数据类型：枚举
o 适用的范围：0 … 3
解释：
• CALMODcode的不同值对应不同的校准模式描述和注释，具体如下：
o 0：基于PCC2序列的插值内部校准，支持在成像模式下监测相位/增益漂移。
o 1：基于PCC2序列的前导码/后置码内部校准，用于成像模式下的复制提取和生成。
o 2：基于PCC32序列的相位编码特性化，用于RFC模式下Tile放大器的特性化。
o 3：基于RF672序列的相位编码特性化，用于RFC模式下Tile EFE TRMs的特性化。
注释：
• CALMODcode = 0和1适用于基于PCC2序列的SAR测量模式内部校准。
• CALMODcode = 2和3适用于专用RFC模式（ECCcode = 15）。
• 在SSBFLAGcode=0（见3.2.5.13.1）和SIGTYPcode <2（见3.2.5.14.3）的情况下，不需要CALMOD。
依赖性：
CALMODcode = 0和1适用于基于PCC2序列的SAR测量模式内部校准。
CALMODcode = 2和3适用于专用RFC模式（ECCcode = 15）。
在SSBFLAGcode=0（见3.2.5.13.1节）和SIGTYPcode小于2（见3.2.5.14.3节）的情况下，不需要关心CALMOD。
3.2.5.14.2 发射脉冲编号（Tx Pulse Number）
描述：发射脉冲编号定义了在SES（SAR电子子系统）的Chirp发生器中选定的发射脉冲的地址。
该参数值指的是当该空间数据包的SAR回波数据被采样时所传输的PRI（脉冲重复间隔）中的发射脉冲。因此，由于从发射脉冲传输到其回波接收的传播时间，此参数并不描述该数据包SAR回波数据的原始发射脉冲。从发射脉冲传输到回波接收发生的PRI数量由参数“Rank”（见3.2.5.9）定义。因此，适合实际数据包中SAR回波数据的（发射）属性的发射脉冲参数可以在生成的“Rank” PRIs之前的包中找到（假设PRI是恒定的）。
性能：在数据获取过程中，该值为变量值（在不同条带间有不同的值，但在每个条带内部为恒定值）。
短名称：TXPNO
代码名称：TXPNOcode
代码属性：
• 开始位置：第62个字节的第3位
• 结束位置：第62个字节的第7位
• 码的大小：5位
• 数据类型：无符号整数
• 适用的范围：0 … 31
解释：
• TXPNO = TXPNOcode识别当前PRI中应用的发射脉冲。
依赖性：相关的发射脉冲参数在3.2.5.6、3.2.5.7和3.2.5.8节中给出。
3.2.5.14.3 信号类型（Signal Type）
描述：信号类型定义了当前脉冲重复间隔（PRI）中获取的信号种类，例如回波、噪声、校准等。
性能：在数据获取过程中，该值为变量值。
短名称：SIGTYP
代码名称：SIGTYPcode
代码属性：
• 开始位置：第63个字节的第0位
• 结束位置：第63个字节的第3位
• 码的大小：4位
• 数据类型：枚举
• 适用的范围：0 … 15
解释：
• SIGTYPcode的值对应不同的信号类型描述，具体如下：
o 0：回波（Echo）- 雷达回波信号（标准SAR成像）
o 1：噪声（Noise）- 噪声测量
o 2到7：- 不适用
o 8：发射机校准（Tx Cal）
o 9：接收机校准（Rx Cal）
o 10：EPDN校准（EPDN Cal）
o 11：TA校准（TA Cal）
o 12：APDN校准（APDN Cal）
o 13到14：- 不适用
o 15：发射机极化H隔离校准（TxH Cal Iso）- 发射机极化H的隔离校准
注释：
• 对于SIGTYPcode大于7的校准数据，仅与BAQMODcode = 0一起使用。
• 噪声数据（SIGTYPcode = 1）仅与BAQMODcode = 0或3或4或5一起使用。
依赖性：
当SIGTYPcode大于7时，SIGTYP对应于CALTYP（见3.2.5.13.2.4节）。
校准数据（SIGTYPcode大于7）只有在BAQMODcode等于0时才存在。
噪声数据（SIGTYPcode等于1）只有在BAQMODcode等于0、3、4或5时才存在。
3.2.5.14.4 交换标志（Swap Flag）
描述：交换标志的转换指示了可能更新动态条带参数的事件。
性能：在数据获取过程中，该值为变量值（见下文注释）。
短名称：SWAP
代码名称：SWAPcode
代码属性：
• 开始位置：第63个字节的第7位
• 结束位置：第63个字节的第7位
• 码的大小：1位
• 数据类型：布尔值（0或1）
解释：
• SWAPcode从“0”转换到“1”以及反之，表示可能由于沿轨道飞行高度的变化，更新了一个或多个以下参数的值：
o TXPNO（发射脉冲编号）
o TXPL（发射脉冲长度）
o TXPSF（发射脉冲起始频率）
o TXPRR（发射脉冲坡度率）
o RGDEC（距离解采样）
o SWL（采样窗口长度）
o SWST（采样窗口开始时间）
o PRI（脉冲重复间隔）
o RANK（等级）
更新发生在指示SWAP转换的PRI。
注释：
-
SWAP标志指示由仪器更新机制更新参数，但更新的参数不一定改变值。
-
仪器实现允许所有上述参数更新。然而，实际测量模式设计已优化，以至于仅计划在数据获取过程中改变SWST和SWL的值。
-
上述参数也会由于在EW（扩展波束）、IW（干涉波束）和Wave（波束）测量模式中的子波束转换而改变。这些变化由条带编号SWATH（见3.2.5.14.5）的转换指示。
依赖性：无
3.2.5.14.5 条带编号（Swath Number）
描述：条带编号指示当前脉冲重复间隔（PRI）中使用的条带。
性能：在数据获取过程中，该值为变量值。
短名称：SWATH
代码名称：SWATHcode
代码属性：
• 开始位置：第64个字节的第0位
• 结束位置：第64个字节的第7位
• 码的大小：8位
• 数据类型：无符号整数
• 适用的范围：0 … 127
解释：SWATH = SWATHcode
条带编号SWATH标识一组特定于条带的雷达参数集合，包括：
• TXPNO（发射脉冲编号）
• TXPL（发射脉冲长度）
• TXPSF（发射脉冲起始频率）
• TXPRR（发射脉冲坡度率）
• RGDEC（距离解采样）
• SWL（采样窗口长度）
• SWST（采样窗口开始时间）
• PRI（脉冲重复间隔）
• RANK（等级）
• RXGAIN（接收增益）
• EBADR（仰角波束地址）
依赖性：无
3.2.6 雷达样本计数服务（Radar Sample Count Service）
描述：雷达样本计数服务定义了一个称为“四元组”（Quad）的概念，即样本值的四元组，包括：
• 1个偶数样本的实部（I-Part even sample value）
• 1个奇数样本的实部（I-Part odd sample value）
• 1个偶数样本的虚部（Q-Part even sample value）
• 1个奇数样本的虚部（Q-Part odd sample value）
一个复数雷达样本由一个实部样本值和一个虚部样本值组成。因此，数据包中的整体复数雷达样本数可以表示为四元组数量的两倍。
性能：在数据获取过程中，该值为变量值。
短名称：NQ
代码名称：NQcode
代码属性：
• 开始位置：第65个字节的第0位
• 结束位置：第66个字节的第7位
• 码的大小：16位
• 数据类型：无符号整数
• 适用的范围：0 … 52378
• 注意：52378的来源
解释：
• NQ = NQcode
• 复数雷达样本的总数NSAMP可以表示为NQ的两倍，即NSAMP = 2 × NQ。
依赖性：无
3.3 用户数据字段（User Data Field）
3.3.1 用户数据字段长度 (User Data Field Length)
• 用户数据字段 (User Data Field) 可能在不同的脉冲重复间隔 (PRI) 之间具有可变的长度，用 LENUD 表示。空间包 (Space Packet) 的总长度 LENSP 始终是4个八位字节 (octets) 的倍数。
• LENSP 由以下部分组成：
o LENPH：主头部 (Primary Header) 的长度（6个八位字节）
o LENSH：次级头部 (Secondary Header) 的长度（62个八位字节）
o LENUD：用户数据字段的可变长度
• 用公式表示为：LENSP = LENPH + LENSH + LENUD
• 其中，用户数据字段长度 LENUD 可以通过数据包主头部中的“数据包数据长度” (Packet Data Length, PDL) 参数来表示，公式为：LENUD = PDL - 1
• 由于 68个八位字节 (LENPH + LENSH) 是4的倍数，为了确保总空间包长度 LENSP 是4的倍数，LENUD 也必须是4的倍数。
3.3.2 用户数据格式类型 (User Data Format Types)
用户数据字段包含四种不同的数字化数据格式类型。这些不同的格式类型是应用或绕过仪器数字接收链中特定数字处理功能的结果。 对于每种格式类型，模数转换器（ADC）和合成孔径雷达（SAR）数据包功能始终处于活跃状态，它们不能被绕过。此后，“数字处理功能”一词仅指可以控制以进行绕过的功能。
表3.3-1提供了不同类型获取的SAR数据的可能数据格式类型的概述。
表3.3-2列出了用户数据字段中数据格式类型的识别标准。
详细的数据格式以及解码算法在第4节中描述。
表3.3-1提供了不同类型获取的SAR数据的可能数据格式类型的概览。
注释:
• “X” 表示相应的数据格式类型适用于该列所描述的数据类型。
• BAQ 是 “Block Adaptive Quantisation” 的缩写，即块自适应量化。
• FDBAQ 是 “Flexible Dynamic Block Adaptive Quantisation” 的缩写，即灵活动态块自适应量化。
• SAR 代表 “Synthetic Aperture Radar”，即合成孔径雷达。
• 表中的数据格式类型与SAR数据获取的类型相对应，指示了数据在用户数据字段中是如何组织的。
• 数据格式类型 A “Bypass”（旁路）：这种格式类型指的是数字化数据，接收链中的所有数字处理功能都被绕过。通常，这种格式类型在测试模式下输出，用于测试和调试目的。
• 数据格式类型 B “Decimation Only”（仅解采样）：这种格式类型指的是应用了数字下变频和解采样功能的数字化数据。数据被数字下变频到基带，低通滤波，并相应地进行下采样。通常，这种格式类型在获取校准数据期间输出。
• 数据格式类型 C “Decimation + BAQ”（解采样 + BAQ）：这种格式类型指的是应用了除熵编码器外的所有数字处理功能的数字化数据。这种格式类型不适用于典型的正常操作。它提供了固定的BAQ量化（不是FDBAQ），具有固定数量的比特（根据BAQMOD），并且不使用熵编码，因此没有可变比特率（VBR）的影响。
• 数据格式类型 D “Decimation + FDBAQ”（解采样 + FDBAQ）：这种格式类型指的是应用了所有数字处理功能的数字化数据。FDBAQ引入了可变比特率压缩。这种格式类型通常用于输出雷达回波数据。
注释:
• BAQMODcode 和 TSTMODcode 是用于确定用户数据字段中数据格式类型的代码。
• BAQMODcode 表示块自适应量化模式的代码。
• TSTMODcode 表示测试模式的代码。
• 表格中的数字表示适用于每种格式类型的 BAQMODcode 和 TSTMODcode 的特定值。
• “仅在测试模式下” 表示格式类型 A 只在测试模式被激活时使用。
3.3.2.1 数据格式类型 A “Bypass”（旁路）
• 这种格式类型指的是数字化数据，在接收链中所有数字处理功能都被绕过（见图3-1）。通常，这种格式类型在测试模式下输出，用于测试和调试目的。
图3-1: 应用旁路时的活跃功能
3.3.2.2 数据格式类型 B “仅解采样”（Decimation Only）
• 这种格式类型指的是应用了数字下变频和解采样功能的数字化数据（见图3-2）。数据被数字下变频到基带，相应地进行低通滤波和下采样。
• 通常，在获取校准数据期间输出这种格式类型。
图3-2: 应用“仅解采样”时的活跃功能
3.3.2.3 数据格式类型 C “解采样 + BAQ”
• 这种格式类型指的是应用了除熵编码器外的所有数字处理功能的数字化数据（见图3-3）。这种格式类型并不适用于典型的正常操作。它提供了固定的BAQ量化（不是FDBAQ），具有固定数量的比特（根据BAQMOD），并且不使用熵编码，因此，也没有可变比特率（VBR）的影响。
图3-3: 应用“解采样 + BAQ”时的活跃功能
3.3.2.4 数据格式类型 D “解采样 + FDBAQ”
• 这种格式类型指的是激活了所有数字处理功能的数字化数据（见图3-4）。FDBAQ引入了可变比特率（VBR）压缩。这种格式类型通常用于输出雷达回波数据。
图3-4: 应用“解采样 + FDBAQ”时的活跃功能
3.3.3 用户数据组织
用户数据源自每个脉冲重复间隔（PRI）期间的一定数量的模数转换器（ADC）样本，这些样本在仪器的星载设备（SES）接收链中的4个数据通道上进行数字处理。因此，用户数据在空间包的用户数据字段中被组织为4个独立的数据部分。
数据通道/部分在表4-1中定义：
数据部分对齐为整数个16位字。在应用FDBAQ和BAQ压缩的情况下，各部分可能具有不同的大小。例如，在这些情况下，某些部分包括额外的控制信息，这些信息不包含在其他部分中。此外，FDBAQ压缩功能在4个数据通道中的每一个都提供了可变的比特率，这导致数据量的变化。然而，每个数据部分中的SAR数据样本数量将保持相同。
数据包中的复数样本数量（在解采样滤波器的输出处采样）记录为16位参数值NQ（样本对数），这是雷达样本计数服务（第3.2.6节）的一部分。数据包中的复数雷达样本数量以所谓的“样本对”表示，其中样本对定义为：
• 1样本对 = 1个IE样本 + 1个IO样本 + 1个QE样本 + 1个QO样本。
因此，复数雷达样本的总数等于2*NQ（另见第3.2.6节）。表3.3-4显示了用户数据字段中数据包化数据部分的顺序概览。
表3.3-4: 用户数据字段中数据包化数据部分的顺序概览
• 四个数据部分（IE、IO、QE、QO）每个都包含NQ个代码元素，这些元素被打包成一定数量的16位字。
• 如果一个部分的NQ代码元素不是在16位字边界结束，将在该部分填充填充位直到下一个词边界。
• 对于特定的数据格式类型，特定的部分还包含交织的控制信息，这些信息是解码过程所需的。这些细节在第4节解码部分中描述。
• 最后，用户数据字段中的总八位字节数必须能被4整除。如果四个数据部分中累积的16位字的数量成为奇数，将在用户数据字段的末尾附加两个填充八位字节，以使其长度成为4个八位字节的倍数。
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