《衛(wèi)星通信技術(shù)》完全

1、衛(wèi)星通信技術(shù)衛(wèi)星通信：是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，在兩個或多個地球站之間進行的通信通信衛(wèi)星：由一顆或多顆通信衛(wèi)星組成，在空中對發(fā)來的信號起中繼放大和轉(zhuǎn)發(fā)作用。每顆通信衛(wèi)星都由收發(fā)天線、通信轉(zhuǎn)發(fā)器、跟蹤遙測指令、控制和電源等分系統(tǒng)。衛(wèi)星軌道按衛(wèi)星離地面的高度分為： HEOP14.高橢圓軌道，最近點為1000-21000km，最遠點為39500-50600km MEOP14.中軌道，h10000km LEOP14.低軌道，700-1500km GEOP14.地球同步軌道，h35786km EIRP:（P115）把衛(wèi)星和地球站發(fā)射天線在波束中心軸向上輻射的功率稱為發(fā)送設(shè)備的有效全向輻

2、射功率（EIRP），即天線發(fā)射功率PT與天線增益GT的乘積，表征地球站或轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射能力的重要指標(biāo) S-ALOHA：（P108）是以衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的輸入端為參考點的埋在時間上等間隔的劃分為若干時隙，而每個站多發(fā)射的分組就必須進入指定的時隙，每個分組的持續(xù)時間將占滿一個時隙。 P-ALOHA：（P107）純ALOHA方式，在該系統(tǒng)中，各個地球站共用一個衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的頻段，各站在時間上隨機地發(fā)射其數(shù)據(jù)分組。在發(fā)生碰撞，就會使數(shù)據(jù)分組丟失，各站將隨機延遲一定時間后，再重發(fā)這個數(shù)據(jù)分組。 VSAT:即甚小口徑天線終端，指一類具有甚小口徑天線的小型地球站與一個大站協(xié)調(diào)工作構(gòu)成的衛(wèi)星通信網(wǎng) G/T:（P118）

3、地面站性能指數(shù)（G：接收天線增益、T：等效噪聲溫度） GNSS:P213，即全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)，它是所有在軌工作的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的總稱。 GMDSS：全球海上遇險與安全系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由衛(wèi)星通信系統(tǒng)一INMARSAT（海事衛(wèi)星通信系統(tǒng)）和COS-PAS/SARSAT（極軌道衛(wèi)星搜救系統(tǒng)）、地面無線電通信系統(tǒng)（即海岸電臺）以及海上安全信息播發(fā)系統(tǒng)三大部分構(gòu)成 INMARSAT-A（INMARSAT是國際移動通信衛(wèi)星系統(tǒng)）P194，它屬于模擬系統(tǒng)，其終端通過直徑大約為1m的拋物面天線提供話音，數(shù)據(jù)，電傳，傳真以及高速數(shù)據(jù)。提供一個話音和電傳信道，可連接電傳機或小型交換機等外設(shè)。 C：P195,（具

4、體為INMARSAT-C），這個終端通過一個十幾厘米高的全向天線，以存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式提供電傳和低速數(shù)據(jù)，用戶終端小巧，陸用終端及天線可裝在一個手提箱中，重量僅有3kg左右，價格經(jīng)濟，能耗低，可以使用電池，太陽能等，因而在邊遠地區(qū)很適用。它除了A型的服務(wù)以外，還可以增強群呼安全網(wǎng)，車和船管理網(wǎng)，數(shù)據(jù)報告，查詢，一文多址，多文多址等。還能通過具有X.25或X.400協(xié)議的LES提供電子郵件服務(wù)。此外，它作為滿足全球海上遇險和安全系統(tǒng)要求所必備，還廣泛用于發(fā)送級別優(yōu)先的遇險報警信息。 B/M、 Aero：P195（具體為INMARSAT-Aero），它為航行在世界各地的飛機提供雙向語音和數(shù)據(jù)服務(wù)，包括呢

5、高質(zhì)量話音，數(shù)據(jù)包信息，傳真和電路模式數(shù)據(jù)，不僅提供個人通信，還用于空中交管，對飛機的過境航行進行綜合監(jiān)控和管理。 Mini-M：（具體為INMARSATMini-M），它是Imarsat在1996年底推出市場的全新概念衛(wèi)星電話終端，體積小，重量輕，攜帶方便，使用靈活。擁有數(shù)字技術(shù)，清晰的通話質(zhì)量，最短接通時間，可以忽略的延遲和高度的保密性。它是當(dāng)時世界上唯一最小的，可以真正實現(xiàn)全天候，全球覆蓋移動通用的電話終端。 D：（具體為INMARSAT-D）它是Inmarsat退出額全球衛(wèi)星短信息服務(wù)系統(tǒng)，即移動衛(wèi)星尋呼機，可以支持中心辦公室與偏遠地區(qū)的使用者，無人監(jiān)控設(shè)備，傳感器之間的通信。傳輸多達

6、128個字符字母和數(shù)字混編短語信息，可雙向通信。可收到短信息，也可發(fā)送短數(shù)據(jù)報告應(yīng)答，也為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的極佳選擇。 E：（INMARSAT-E）即衛(wèi)星無線電緊急示位標(biāo)（EPIRB）。利用INMARSAT系統(tǒng)的衛(wèi)星EPIRB功能，使用L頻段頻率提供遇險告警。 BGAN：（INMARSATBGAN）它是具有寬帶網(wǎng)絡(luò)接入，移動實時視頻直播，兼容3G等多種通信能力的新一代INMARSAT全球區(qū)域網(wǎng)。它采用INMARSAT-4衛(wèi)星系統(tǒng)，對85的全球陸地面積提供無縫隙網(wǎng)絡(luò)覆蓋，由于工作在無線電頻譜的L頻段，設(shè)備可以通過電池驅(qū)動，使其終端遠小于那些使用Ku頻段和Ka頻段的終端和天線。重量約為1-2.5kg的

7、終端設(shè)備承載最高達492kb/s的高速互聯(lián)網(wǎng)接入，話音，傳真等業(yè)務(wù)應(yīng)用模式。 衛(wèi)星通信：P1，指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，在兩個或多個地球站之間進行的通信。 ArthurC.Clarke設(shè)想：利用地球同步軌道上的人造地球衛(wèi)星作為中繼站進行地球上通信 通信衛(wèi)星：P1,用于實現(xiàn)通信目的的人造衛(wèi)星就叫通信衛(wèi)星。 開普勒定律：P11（詳細看書，必須要看公式） 第一定律（軌道定律）：衛(wèi)星以地心為一個焦點做橢圓運動 第二定律（面積定律）：衛(wèi)星與地心的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等。 第三定律（軌道周期定律）：衛(wèi)星運動周期的平方與軌道半長軸的3次方成正比。 同步衛(wèi)星，靜止衛(wèi)星：P2,衛(wèi)星運行方

8、向與地球相同，且圍繞地球公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等,從地球上看,衛(wèi)星如同靜止一般,這就是靜止衛(wèi)星（或同步衛(wèi)星） 軌道傾角、順行傾斜軌道、逆行傾斜軌道：P13衛(wèi)星軌道按其與赤道平面的夾角（衛(wèi)星軌道傾角i）分為：赤道軌道（=0），傾斜軌道（順行傾斜軌道0°ViV90°，逆行傾斜軌道90°ViV180°） 太陽同步軌道：適當(dāng)調(diào)整衛(wèi)星的高度，傾角和形狀，可以使衛(wèi)星軌道的轉(zhuǎn)動角速度恰好等于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的平均速度，這種軌道稱為太陽同步軌道。 衛(wèi)星軌道攝動：在理想條件下，衛(wèi)星軌道是開普勒軌道，但由于一些次要因素的影響，衛(wèi)星的實際軌道不斷發(fā)生不同程度地偏離開普勒軌道的

9、情況，產(chǎn)生一定的漂移，這種現(xiàn)象稱為攝動。引起攝動的原因有如下幾個方面 太陽月亮引力的影響 地球引力場不均勻的影響 太陽輻射壓力的影響 地球大氣阻力的影響為克服攝動的影響，需要對衛(wèi)星軌道進行控制，包括位置保持和姿態(tài)控制。日凌中斷：P4,當(dāng)衛(wèi)星處于太陽和地球之間，并且三者在一條直線上時，衛(wèi)星天線在對準(zhǔn)衛(wèi)星接受信號的同時，也會因?qū)?zhǔn)太陽而受到太陽的輻射干擾，又由于地球站天線對準(zhǔn)衛(wèi)星的同時也對準(zhǔn)了太陽，使得強大的太陽噪聲進入地球站，會噪聲通信中斷，成為日凌中斷星蝕現(xiàn)象：當(dāng)衛(wèi)星進入地球的陰影區(qū)時，通信衛(wèi)星上的太陽能電池不能正常工作，而星載蓄電池只能維持衛(wèi)星自轉(zhuǎn)，不能支持轉(zhuǎn)發(fā)器的工作，成為星蝕現(xiàn)象上行鏈路

10、：P2,從地球站發(fā)射信號到通信衛(wèi)星所經(jīng)過的通信路徑。下行鏈路：P2,通信衛(wèi)星將信號轉(zhuǎn)發(fā)到其他地球站的通信路徑。內(nèi)向信道：用于內(nèi)向傳輸?shù)男诺莱鱿驍?shù)據(jù)、入向信道：用于入向傳輸?shù)男诺廊胂驍?shù)據(jù)、單跳傳輸：由發(fā)站到收站的傳輸通過一次衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)雙跳傳輸：通過兩次衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)通信衛(wèi)星組成：P21通信衛(wèi)星由空間平臺和有效載荷兩部分組成，其作用是為地球站轉(zhuǎn)發(fā)無線電信號，以實現(xiàn)它們之間多址通信?？臻g平臺又稱衛(wèi)星公用艙，是用來維持通信轉(zhuǎn)發(fā)器和通信天線在空中正常工作的保障系統(tǒng)，主要包括結(jié)構(gòu)，溫控，電源，控制,跟蹤，遙測和指令等分系統(tǒng)，對靜止軌道衛(wèi)星還包括遠地點發(fā)動機。有效載荷又包括天線分系統(tǒng)和通信轉(zhuǎn)發(fā)器。（具體作用見書本）

11、詢忑內(nèi)密弱運后頁，対縮鍛傅幅故省昭具怵內(nèi)春，詳見救赫戌加加丨衛(wèi)星通信系統(tǒng)組成、分類、特點、局限性衛(wèi)星通信系統(tǒng)由以下幾部分組成 衛(wèi)星：接收地面?zhèn)鱽淼男盘?，進行處理后再發(fā)回地面，并對地面發(fā)來的指令進行姿態(tài)調(diào)整等操作 地球站：用戶終端通過它們接入衛(wèi)星線路 跟蹤遙測及指令系統(tǒng)：對衛(wèi)星進行跟蹤測量并對衛(wèi)星在軌道上的位置和姿態(tài)進行監(jiān)視和控制 監(jiān)控管理系統(tǒng)：對衛(wèi)星的通信應(yīng)能及參數(shù)進行通信業(yè)務(wù)開通前后的監(jiān)測和管理衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類（P6）（1）按照衛(wèi)星制式，分為隨機，相位和靜止3類（2）按通信覆蓋區(qū)的范圍，分為國際，國內(nèi)和區(qū)域3類（3）按用戶性質(zhì)，分為公用，專用和軍用3類（4）按業(yè)務(wù)分為固定業(yè)務(wù)，移動業(yè)務(wù)，廣

12、播業(yè)務(wù)，科學(xué)實驗及其他業(yè)務(wù)（5）按多址方式，分為頻分多址，時分多址，碼分多址，空分多址和混合多址（6）按基帶信號體制，分為數(shù)字式和模擬式（7）按所用頻段，分為特高頻，超高頻，極高頻和激光衛(wèi)星通信的特點：（P3） 通信距離遠，且費用與通信距離無關(guān) 覆蓋面積大，可進行多址通信 通信頻帶寬，傳輸容量大 機動靈活 通信鏈路穩(wěn)定可靠，傳輸質(zhì)量高局限性：（P4） 通信衛(wèi)星使用壽命短 存在日凌中斷和星蝕現(xiàn)象 電波的傳播時延較大且存在回波干擾 衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜 靜止衛(wèi)星通信在地球高緯度地區(qū)通信效果不好，并且兩極地區(qū)為通信盲區(qū) 現(xiàn)代通信（“5W通信”）的含義現(xiàn)代通信是指在任何時間、任何空間、任何地點、任何對

13、象之間以任何方式進行信息交換的過程。 衛(wèi)星通信系統(tǒng)總體設(shè)計程序（P128）：假定使用的通信衛(wèi)星，工作頻段，通信業(yè)務(wù)類別，容量及站址等已確定，則衛(wèi)星通信系統(tǒng)的設(shè)計程序如下： 確定傳送信號質(zhì)量 根據(jù)總通信量確定使用的多址方式 決定地球站天線直徑 根據(jù)電話，電視等業(yè)務(wù)的要求，確定系統(tǒng)配置，包括各類附屬設(shè)備，專用設(shè)備以及地面?zhèn)鬏斚到y(tǒng)設(shè)備等。在此基礎(chǔ)上確定相應(yīng)的土建工藝要求，并向土建設(shè)計師提出。 按照相應(yīng)規(guī)范要求，確定總體系統(tǒng)指標(biāo)，并對各分系統(tǒng)提出分指標(biāo)要求。 對各分系統(tǒng)設(shè)備進行設(shè)計。無線電窗口、半透明無線電窗口1在0.3-lOGHz頻段，大氣吸收衰減最小，稱為“無線電窗口”2在30GHz附近也有一個衰

14、減的低谷，稱為“半透明無線電窗口”衛(wèi)星通信工作頻段的選擇：P29（衛(wèi)星通信工作頻段的選擇是一個十分重要的問題，因為它將影響到系統(tǒng)的傳輸容量，地球站與轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率，天線尺寸與設(shè)備復(fù)雜程度以及成本的高低等等）為了滿足衛(wèi)星通信的要求，工作頻段的選擇原則歸納起來有以下幾個方面： 工作頻段的電波應(yīng)能穿透電離層 電波傳輸損耗及其他損耗要小 天線系統(tǒng)接收的外界噪聲要小 設(shè)備重量要輕，耗電要省 可用頻帶要寬，以滿足通信容量的需要 與其他地面無線系統(tǒng)之間的相互干擾要盡量小 能充分利用現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備，并便于與現(xiàn)有通信設(shè)備配合使用綜上，衛(wèi)星通信的工作頻段應(yīng)選在微波頻段（300MHz300GHz）。這是因為微波頻段

15、有很寬的頻譜，頻率高，可以獲取較大的通信容量，天線的增益高，天線的尺寸小，現(xiàn)有的微波通信設(shè)備可以改造利用，另外就是微波不會被電離層所反射，能直接穿透并到達衛(wèi)星。范艾倫帶（VanAllenbelt）:P14.在空間存在兩個輻射帶，稱之為范倫帶（內(nèi)帶1500-6000km或8000km，外帶15000-20000km），這兩個范倫帶不宜運行衛(wèi)星衛(wèi)星通信多址方式、多址技術(shù)支多個地球站通過同一顆衛(wèi)星建立兩址和多址之間的通信技術(shù)1. 頻分多址2.時分多址3.碼分多址4.空分多址 確定多址協(xié)議的原則P1471. 要有較高的衛(wèi)星信道共享效率，即吞吐量要高2. 有較短的延遲，其中包括品均延遲和峰值延遲3. 有

16、信道出現(xiàn)擁塞的情況下具有穩(wěn)定性4. 應(yīng)有能承受信道誤碼和設(shè)備故障的能力5. 建立和恢復(fù)時間短6. 易于建網(wǎng)，且設(shè)備造價低 衛(wèi)星通信中常用的差錯控制方式差錯控制就是包括信道編碼在內(nèi)的一切糾錯手段：自動重發(fā)請求ARQ、前向糾錯FEC、混合糾錯HEC VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)的特點（P138）與地面通信網(wǎng)相比： 覆蓋范圍大，通信成本與距離無關(guān)，可對所有地點提供相同的業(yè)務(wù)種類和服務(wù)質(zhì)量。 靈活性好，多種業(yè)務(wù)可在一個網(wǎng)內(nèi)并存，對一個來說，支持的業(yè)務(wù)種類，分配的頻帶和服務(wù)質(zhì)量等級可動態(tài)調(diào)整?？蓴U容性好，。擴容成本低。開辟一個新的通信地點所需時間短。 點對多點通信能力強，獨立性好，是用戶擁有的專用網(wǎng)，不像地面網(wǎng)中

17、受電信部門制約。 互操作性好，可使采用不同標(biāo)準(zhǔn)的用戶跨越不同的地面網(wǎng)，而在同一個VSAT衛(wèi)星通信網(wǎng)內(nèi)進行通信，通信質(zhì)量好，有較低的誤比特率和較短的網(wǎng)絡(luò)相應(yīng)時間。與傳統(tǒng)通信網(wǎng)相比： 面向用戶而不是面向網(wǎng)絡(luò)。 天線口徑小，一般為0.32.4m。發(fā)射機功率低，一般為12W。安裝方便只需簡單的安裝工具和一般的地基，如普通的水泥地面，樓頂?shù)取?智能化功能強，包括操作，接口，支持業(yè)務(wù)，信道管理等，可無人操作。集成化程度高,從外表看VSAT只分為天線，室內(nèi)單元和室外單元三部分。 VSAT站很多，但各站的業(yè)務(wù)量較小，一般用作專用網(wǎng)，而不像傳統(tǒng)衛(wèi)星通信網(wǎng)那樣主要用作公用通信網(wǎng)。綜上，優(yōu)點如下： 地球站設(shè)備簡單，

18、體積小，重量輕，造價低，安裝與操作簡便。 組網(wǎng)靈活方便。 通信質(zhì)量好，可靠性高，適于多種業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)率，且易于向ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）過渡。 直接面向用戶，特別適合于用戶分散，稀路由和業(yè)務(wù)量小的專用通信網(wǎng)。移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)構(gòu)成、分類、主要特點、技術(shù)特點P185移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)由移動終端、衛(wèi)星、地球站構(gòu)成。移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)分類：按用途可分：海事移動衛(wèi)星系統(tǒng)（MMSS）、航空移動衛(wèi)星系統(tǒng)（AMSS）、陸地移動衛(wèi)星系統(tǒng)（LMSS）按衛(wèi)星運行軌道和高度可分：大橢圓軌道（HEO）、同步靜止軌道（GEO）、中軌道（MEO）、低軌道（LEO）移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)的主要特點1. 移動通信衛(wèi)星覆蓋區(qū)域的大小與衛(wèi)星

19、的高度及衛(wèi)星的數(shù)量有關(guān)2. 為了實現(xiàn)全球覆蓋，需采用多衛(wèi)星通信系統(tǒng)3. 采用中、低軌道帶來的好處是傳播時延較小，服務(wù)質(zhì)量較高，傳播損耗小，使手持衛(wèi)星終端易于實現(xiàn)4. 采用GEO軌道的好處是只用一顆衛(wèi)星即可實現(xiàn)臉頰的區(qū)域性移動衛(wèi)星通信，但傳播時延大喝傳播損耗大5. 移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)保持了衛(wèi)星通信固有的優(yōu)點，副高范圍大，路由選擇比較簡單，通信費用與通信距離無關(guān)移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)特點1. 系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)要求高、用戶數(shù)量多2. 衛(wèi)星天線波束應(yīng)能適應(yīng)地面覆蓋區(qū)域的變化并保持指向，用戶移動終端的天線波束應(yīng)能隨用戶的移動而保持對衛(wèi)星的指向，或者是全方向性的天線波束3. 移動終端的體積、重量、功耗

20、均受限，天線尺寸外形受限于安裝的載體4. 因為移動終端的EIRP有限，對空間段的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器及星上天線需專門設(shè)計，并采用多點波束技術(shù)和大功率技術(shù)以滿足系統(tǒng)的要求5. 移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的用戶鏈路，其工作頻段受到一定的限制，一般在200MHz-10GHz6. 由于移動體的運動，當(dāng)移動終端與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器間的鏈路受到阻擋時，會產(chǎn)生陰影效應(yīng)，造成通信阻斷，對此，移動衛(wèi)星通信應(yīng)能使用用戶移動終端能夠多星公視7. 多顆衛(wèi)星構(gòu)成的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，需要建立星間通信鏈路、星上處理和星上交換或需要建立具有交換和處理能力的信關(guān)關(guān)口地球站 各類INMARSAT的終端P194（參考第一頁的名詞解釋，各類INMARSAT和書本

21、對照）衛(wèi)星通信系統(tǒng)選擇的頻段頻率：1）UHF頻段：400/200MHZ；2）L頻段：1.6/1.5GHZ；3）C頻段：6/4GHz；（上行頻率：5.9256.425GHZ、下行頻率：3.74.2GHz）4）X頻段：8/7GHz；（上行頻率：7.98.4GHZ、下行頻率：7.257.75GHz）5）Ku頻段：14/12GHz、14/llGHz；（上行頻率：1414.5GHz、下行頻率：11.212.2GHz）6）Ka頻段：30/20GHz；（上行鏈路：27.531GHz、下行鏈路：17.221.2GHz）船站（SES）采取的技術(shù)措施？SES是設(shè)在船上的地球站。因此，SES的天線在跟蹤衛(wèi)星時，必須

22、能夠排除船身位移以及船身的側(cè)滾、縱滾、偏航所產(chǎn)生的影響；同時在體積上SES必須設(shè)計的小而輕，使其不至于影響船的穩(wěn)定性，在收發(fā)機帶寬方面又要設(shè)計得有足夠帶寬，能提供各種通信業(yè)務(wù)。為此，對SES采取以下技術(shù)措施：1. 選用L頻段2. 采用SCPC/FDMA制式以及話路激活技術(shù)，以充分利用轉(zhuǎn)發(fā)器帶寬3. 衛(wèi)星采用極子碗狀陣列式天線，使全球波束的邊緣地區(qū)也有較強的場強4. 采用改善HPA（發(fā)送部分的高攻放），來彌補因天線尺寸較小所造成天線增益不高的情況5. L頻段的各種波導(dǎo)分路和濾波設(shè)備，廣泛采用表面聲波器件（SAW）6. 采用四軸陀螺穩(wěn)定系統(tǒng)來確保天線跟蹤衛(wèi)星 四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)1. 美國全球定位

23、系統(tǒng)（GPS），有24顆衛(wèi)星組成，分部在6條交點互隔60度的軌道面上，精度約為10米，軍民兩用，目前正在試驗第二代衛(wèi)星系統(tǒng)；2. 俄羅斯“格洛納斯”系統(tǒng)，有24顆衛(wèi)星組成，精度在10米左右，軍民兩用，設(shè)計2009年底服務(wù)范圍拓展到全球；3. 歐洲“伽利略”系統(tǒng)，有30顆衛(wèi)星組成，定位誤差不超過1米，主要為民用，2005年首顆試驗衛(wèi)星已成功發(fā)射，預(yù)計2008年前開通定位服務(wù)；4. 中國“北斗”系統(tǒng)，由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成。定位精度10米。計劃2008年左右覆蓋中國及周邊地區(qū)，然后逐漸擴展為全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 GPS系統(tǒng)的星座、主要特點、定位法、信號組成、基本工作過程P217

24、,P221GPS系統(tǒng)的星座:GPS由21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成GPS衛(wèi)星星座，記作(21+3)GPS星座。GPS系統(tǒng)具有的主要特點是:第一，全球、全天候工作，能為用戶提供連續(xù)實時的三維位置、三維速度和精密時間，且不受天氣的影響；第二，定位精度高，單機定位精度優(yōu)于10m，采用差分定位，精度可達厘米級和毫米級；第三，功能多、應(yīng)用廣，不僅在測量、導(dǎo)航、測速、測時等方面得到更廣泛的應(yīng)用，而且應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大。定位法:(1)根據(jù)定位所采用的觀測值:1.偽距定位2.載波相位定位(2) 根據(jù)定位的模式:1，絕對定位2.相對定位(3) 根據(jù)獲取定位結(jié)果的時間:1.實時定位2.非實時定位(4) 根據(jù)

25、定位時接收機的運動狀態(tài):1，動態(tài)定位2.靜態(tài)定位信號組成：它由載波(L1和L2)、導(dǎo)航電文和測距碼(C/A碼、P碼、Y碼)三部分組成基本工作過程：當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時，會不斷地用0和1二進制碼組成的為隨機碼，即民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼發(fā)射導(dǎo)航電文。當(dāng)用戶接收到導(dǎo)航電文時，提取出衛(wèi)星時間并將與自己的時鐘做對比，便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置，用戶便可得知在GPS系統(tǒng)WGS-84大地坐標(biāo)系中所處的位置、速度等信息。對于運動載體來說，通過GPS衛(wèi)星信號接收機不僅可以實現(xiàn)運動載體位置的高精度定位，還可以實現(xiàn)地圖顯示、漫游、地理位置查詢、最

26、佳行程路線選擇、語音及圖形方式導(dǎo)航。 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座、功能和優(yōu)勢、應(yīng)用優(yōu)勢性能：1.安全2. 三頻信號(全球第一個提供三頻信號服務(wù)的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng))，可以更好的消除高階電離層延遲影響，提高定位可靠性，增強數(shù)據(jù)預(yù)處理能力，大大提高模糊度的固定效率3. 有源定位和無源定位：有源定位就是接收機自己需要發(fā)射信息與衛(wèi)星通信，無源就不要4. 短報文通信服務(wù)：基于這個功能，有利于求救5境內(nèi)鍵控：北斗的地面監(jiān)控部分只建于中國境內(nèi)，不會受制于其他國家6分步開通7定位精度功能：1快速定位2定位精度3短報文通信衛(wèi)星通信的信源編碼、信道編碼P47在數(shù)學(xué)衛(wèi)星通信中所用的編碼技術(shù)有信道編碼和信源編碼兩類。信源編碼是指

27、通過壓縮編碼去掉信號源中的冗余成分，以達到壓縮碼元速率和帶寬，實現(xiàn)信號有效傳輸?shù)哪康?。因此，信源編碼實際上就是把話音，圖像等模擬信號變成數(shù)字信號，并利用傳輸信息的性質(zhì)，采用適當(dāng)?shù)木幋a方法，降低傳輸速率，即實現(xiàn)話音或圖像的頻帶壓縮傳輸，提高通信系統(tǒng)的效率。信道編碼是指通過按一定規(guī)則重新排列信號碼元或加入輔助碼的辦法來防止碼元在傳輸過程中出錯，并進行檢錯和糾錯，以保證信號的可靠傳輸，因此，信道編碼是用來檢測或糾正傳輸過程中的誤碼的，它是一種編碼變換。檢錯糾錯總在數(shù)字衛(wèi)星中有些非常好的效果，它是是實現(xiàn)通信系統(tǒng)傳輸質(zhì)量的重要技術(shù)。衛(wèi)星地球站參數(shù)計算、工程設(shè)計（作業(yè)）1）對參數(shù)計算方位角、仰角、站星距的

28、計算：P18仰角：式中:11：為地球站經(jīng)度、緯度。2、2：為星下點經(jīng)度、緯度。"="2-"1，為衛(wèi)星地面站與衛(wèi)星的經(jīng)度差。R=6378.155Km，為地球平均赤道半徑。h=35786.045Km，為靜止衛(wèi)星軌道離地面高度。方位角：Q=arctan當(dāng)?shù)厍蛘疚挥诒卑肭驎r，方位角二F00"a|18Oo+"a當(dāng)?shù)厍蛘疚挥谀习肭驎r，方位角=a13600-"a(衛(wèi)星位于地球站東側(cè))(衛(wèi)星位于地球站西側(cè))(衛(wèi)星位于地球站東側(cè))(衛(wèi)星位于地球站西側(cè))站星距:2+(R+h)2一2R(R+h)cos0cos"i延遲時間：T=d/c鏈路計算自由空

29、間傳播損耗LPLJ=201g(4兀d/九)=201g(4兀df/c)(dB)衛(wèi)星或地球站接收機輸入端的載波接收功率：C=EIRP+GRLP(3-1)其中，GR為接收天線的增益(dBi),LP為自由空間損耗(dB),EIRP為發(fā)射機的有效全向輻射功率(dBW)。有效全向輻射功率：EIRP=PTGT=PT+GT若考慮發(fā)射饋線損耗LFT(dB),則有效全向輻射功率EIRP為：EIRP=PTLFT+GT(3-2)若再考慮接收饋線損耗】LFR(dB)、大氣損耗】La(dB)、其它損耗】Lr(dB),則，接收機輸入端的實際載波接收功率C(dBW)為：式(3-3)：C=PTLFT+GT+GRLPLFRLaL

30、r進入接收系統(tǒng)的噪聲功率應(yīng)為：N=kTtB(3-4)式中，N為進入接收系統(tǒng)的噪聲功率；Tt為天線的等效噪聲溫度；k=1.38X1023J/K為波爾茲曼常數(shù)；B為接收系統(tǒng)的等效噪聲帶寬。接收機輸入端的載波噪聲功率比為：CPGG1=_T_R_NLkTB(3-5)pt以分貝(dB)表示為：=IeirpLII+G1N(3-6)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收機輸入端的載噪比C/NS為=騷!-Ilpu1+GRS1-Ilfrs1-L1-10血BS)S(3-7)式中，EIRPE為地球站有效全向輻射功率,LPU為上行鏈路自由空間傳輸損耗,GRS為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收天線的增益,LFRS為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收系統(tǒng)的饋線損耗,La為大氣損耗,TS為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器輸入端的等效噪聲溫度;BS為衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器接收機的帶寬。若GRS中計入了LFRS，則該GRS稱為有效天線增益；若將La和LPU合并為LU(稱為上行鏈路傳輸損耗或上行鏈路傳播衰減)，則式(3-7)可寫為_C