第6章 深空通信
深空通信技术的现状与发展
深空通信技术的现状与发展摘要：深空通信技术的保障对于深空探测的具有重要的意义。
本文从深空通信的概念、特点及其关键技术三方面出发来对深空通信技术进行综述，并在最后对其发展趋势进行了展望。
关键词：深空通信远距传输关键技术1引言人类的航天活动一般可分为卫星应用、载人航天和深空探测三大领域。
我国在前两个领域已经取得令人瞩目成就的基础上开展深空探测活动，是航天技术发展的必然选择，也是人类进一步了解宇宙，了解太阳系，了解地球与生命的起源和演化，获取更多科学认识的必须手段[1]。
我国的第一颗探月卫星——“嫦娥”一号迈出了深空探测的第一步，成功抵达了38万公里外的月球；而之后我国搭乘俄罗斯“福布斯”号探测器的“萤火一号”火星探测器却出师未捷，宣告失败。
事实上，前苏联在冷战时期曾多次向火星发射探测器，但几乎都以失败告终，这基本上都是其深空测控网的不完善造成的。
由此可见，深空通信技术对于深空探测是不可或缺的。
在深空探测进程中，地面对探测器的所有指令信息、遥测遥控信息、跟踪导航信息、飞行姿态控制、轨道控制等信息及科学数据、图像、文件、声音等数据的传输，都要靠通信系统来完成和保障。
从这个意义上讲，离开了深空通信，深空探测就无法进行[2]。
2深空通信概述2.1深空通信的概念按照国际电信联盟（ITU）对地球与宇宙飞行器之间通信的定义，这种通信被称为“宇宙无线电通信”，简称为“宇宙通信”、“空间通信”，依通信距离的不同，宇宙通信又分为近空通信和深空通信。
近空通信是指地球上的通信实体与在离地球距离小于2百万公里的空间中的地球轨道上的飞行器之间的通信。
这些飞行器包括各种人造卫星、载人飞船、航天飞机等，飞行器飞行的高度从几百公里到几万公里不等。
深空通信是指地球上的通信实体与处于深空（离地球的距离等于或大于2百万公里的空间）的离开地球卫星轨道进入太阳系的飞行器之间的通信。
深空通信最突出的特点是信号传输的距离极其遥远。
例如，探测木星的“旅行者1号”航天探测器，从1977年发射，1979年到达木星，飞行航程达6.8×108公里。
深空通信中基于Turbo码的混合ARQ方案
波 变换 的 图像 压 缩数 据 纠错 效 率低 的 问题 ， 出 了一种 适合 于其 传输 的混 合 Ａ Ｑ方 案。 它是 提 Ｒ
根据图像 小波变换后数据重要性不同的特点， 利用 Ｃ Ｓ Ｓ Ｃ Ｄ 推荐的用于深空通信的Ｔ ｒ 码本身 ｕｂ ｏ 的 纠错性 能 ， 并充 分结合 了不 同混合 Ａ Ｑ 方 案 的优 点提 出 的。通 过 与 不 同混 合 Ａ Ｑ 方案 的 Ｒ Ｒ Ｆ Ｒ和 系统吞吐量的性能仿真结果 比较分析表 明， Ｅ 该方法 由于充分考虑 了深空通信本身的特 点， 因而在 满足数据 容错 性要 求 的 同时 ， 高 了传 输效 率。 提
Ｄｅ ．２ ｏ ｃ ０６
深 空 通 信 中 基 于 Ｔ ｒｏ码 的 混 合 Ａ Ｑ方 案 ｕｂ Ｒ
张佳岩 ， 周廷 显
（ 哈尔滨工业大学 通信技术研究所 ， 黑龙江 哈 尔滨 １０ ０ ） ５０ １
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要： 为解 决把 空 间数 据 系统 咨询委 员会 （ Ｃ Ｄ ） 荐 的 Ｔ ｒｏ码 直接 用 于深 空通信 基 于 小 Ｃ Ｓ Ｓ推 ｕｂ
维普资讯
第３ ０卷 第 ６期
２０ ０ ６年 １ ２月
南 京 理 工 大 学 学 报 Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｊ ｇＵ ｉｅｓ ｙｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｏ ｒ ａ ｎ ｉ ｎｖｒｉ ｆ ｉｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｏＮ ｎ ｔ Ｓ
Ｖ ｌ ３ Ｎｏ ６ ０＿０ ．
ｏ ｉ ｇ ．Ｔ ｅｗ ｙ ｈｓｖ ｔｅｏ ｉｅ ｎ ｙｒ Ｒ ｎ ｆ ｃ ｖｌ ｍ ｋｓｕｅｏ ｃｍ ｅ ｄｄ ｆｍａｅ ｈ ａ ａ ｉｕ ｆ ｆ ｒ ｔｈｂ ｄ Ａ Ｑ ａ ｄ ｅ ｅｔ ｅ ａ ｅ ｓ ｆｒ ｏ ｒ ｄ ｅ ｉ ｉ ｙ ｅ ｎ ｅ
深空通信中的调制技术
【 ｂ ｔａｔ Ｐｏｌｍ ｎ ｍ ｄ ｌ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ｓｉ ｄ ｅ－ｐｃ ｏ ｕ ｉ ｔ ｎ ｎ ｈｉ ｃｒ ｎ ｓｌ ｉ ｓａｅｉｔ ｄ ｃｄｉ ｉ ｐ — Ａ ｓｒｃ】 ｒｂｅ ｓｉ ｏｕａ ｏ ｔｃｎｌ ｉ ｎ ｅｐ ｓａｅｃｍｍ ｎｃ ｉ ｓａｄｔｅｒ ｕｒ ｔ ｏ ｔ ｎ ｒ ｎｒ ｕ ｅ ｎｔ ｓ ａ ｔｎ ｏｅ ａｏ ｅ ｕｏ ｏ ｈ
的瞬时 幅度波动要尽量小 ， 因而应采用具 有恒 定包 络（ 或
而 ，以往 的人造地球卫星 的通信距 离通 常为数百至数万 公里 。 月球是地球的卫星 ， 然而距 地球约 ３ 万公里 ， ８ 实现 月球 与地球 之问的通 信所 遇到的问题 已和通常所称 的卫
准恒 定包络 ） 构 的调 制方式 ， Ｐ Ｋ，Ｓ 结 如 Ｓ Ｆ Ｋ及 以此 为基 础 的其他调制方式 。Ｂ Ｓ Ｐ Ｋ调 制 以其较高 的功率效率 特 性在早期深空通信系统 中获得了广泛应用 。有关研究结
络调制信号的增益 。 因此 ， 笔者将集 中研究恒包 络连续相
位调制技术和有较多小包络波动的带宽有效调制技术 。 另一方面 ， 随着空间探测技 术的发展 ， 深空探测任务
信具有距离远 、 信噪 比极低 、 传输 时延很长 ， 环境 复杂 以
及功耗要求 严格等特点 ，必须研究深空 通信 的信道模 型 以及适合 于深空通信 的信 源编码 、 道编码 、 信 调制 和深空 通信 网络等关键技术 。 在深空通信系统 中，除 了增大地面天线面积 和精确 控制天线波束 ，提高接收机 的本振稳定度 和相位调整精 度 ，提高接收机低噪声放大器 的增益和发射机功放 的性
ｐ ｒ ｏ ｄ ｌｔ ｎ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｒ ｎ ｒｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｔ ｅｒ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ ｒ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ａ ｄ ａ ａｙ ｅ ，ｅ ｐ ｃａ ｌ ｈ ｏ ｅ ｐ ｃｒｌ ｅ ．Ｓ ｍｅ ｍｏ ｕａ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ｉ ｓ ａ ｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｎ ｈ ｉ ｅ ｏ ｍａ ｃ ｓ ａ ｅ ｏ ａ ｅ ｎ ｎ ｌｚ ｄ ｓ ｅ ｉ ｌ ｔ ｅ ｐ ｗ ｒ ｓ ｅ ｔａ ｏ ｏ ｆ ｙ
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பைடு நூலகம்
PCS-943T 系列高压输电线路成套保护装置
前言 使用产品前，请仔细阅读本章节！
本章叙述了使用产品前的安全预防建议。 在安装和使用时， 本章内容必须全部阅读且充分理解。 忽略说明书中相关警示说明，因不当操作造成的任何损害，本公司不承担相应负责。 在对本装置做任何操作前，相关专业人员必须仔细阅读本说明书，熟悉操作相关内容。 操作指导及警告 本手册中将会用到以下指示标记和标准定义： 危险! 意味着如果安全预防措施被忽视，则会导致人员死亡，严重的人身伤害，或
严重的设备损坏。 警告! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致人员死亡，严重的人身伤害，
或严重的设备损坏。 警示! 意味着如果安全预防措施被忽视，则可能导致轻微的人身伤害或设备损坏。
本条特别适用于对装置的损坏及可能对被保护设备的损坏。 警告！ 为增强或修改现有功能，装置的软硬件均可能升级，请确认此版本使用手册和您购买的产品相 兼容。 警告！ 电气设备在运行时，这些装置的某些部件可能带有高压。不正确的操作可能导致严重的人身伤 害或设备损坏。 只有具备资质的合格专业工作人员才允许对装置或在装置临近工作。工作人员需熟知本手册中 所提到的注意事项和工作流程，以及安全规定。 特别注意，一些通用的工作于高压带电设备的工作规则必须遵守。如果不遵守可能导致严重的 人身伤亡或设备损坏。 危险！ 在一次系统带电运行时，绝对不允许将与装置连接的电流互感器二次开路。该回路开路可能会 产生极端危险的高压。
南京南瑞继保电气有限公司
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PCS-943T 系列高压输电线路成套保护装置
警告！ 曝露端子 在装置带电时不要触碰曝露的端子等，因为可能会产生危险的高电压。 残余电压 在装置电源关闭后，直流回路中仍然可能存在危险的电压。这些电压需在数秒钟后才会消失。 警示！ 接地 装置的接地端子必须可靠接地。 运行环境 该装置只允许运行在技术参数所规定的大气环境中，而且运行环境不能存在不正常的震动。 额定值 在接入交流电压电流回路或直流电源回路时，请确认他们符合装置的额定参数。 印刷电路板 在装置带电时，不允许插入或拔出印刷电路板，否则可能导致装置不正确动作。 外部回路
深空通信中基于FFT的高动态扩频信号的捕获
Ｄ ｐ ｌ ｒｓ ｉ ｏ ｐ ｅ ｈｈ；ｃ ｒｅａ ｏ ｏｒｌｔ ｎ ｉ
深空通信中要求 高实时性 ， 快速可靠 的捕获信
号 是 系统功 能实 现 的前 提 ， 统 捕 获方 法 是 其 中的 系
部分 相关 后 的相 关 值 进 行 Ｆ ｒ计 算 ， 而 克服 Ｆ 从
Ｄ ｐ ｌ 频 移 的影响 ， ｏｐｅ ｒ 快速 地完 成捕 获 。
深空通信 中基于 Ｆ Ｔ 李 晖
（ 哈尔滨工业大学 深圳研究生 院 ， 广东 深圳 ５８５ ） １０５
摘
要 ： 深 空通信 中， 天器 的 高动 态性使 扩 频信 号 引入 了高 Ｄ ｐｌｒ 移 ， 捕 获 造成 了巨大 困 在 航 ｏｐ 频 ｅ 给
关键－ 。在深空通信 中使 用扩频技术完成航 天器 】 】 之 间和航天器与地面站之间的信息传输时 ， 由于处 在高动态环境 中， 载波信号会 产生较大 的 Ｄ ｐｌ ｏｐ ｒ ｅ 频移 ， 因此捕获过程不仅要搜索伪码相位， 而且还要 搜索载波 的 Ｄ ｐｌ 频移 ， ｏｐ ｒ ｅ 导致对 Ｐ Ｎ码 的捕获成为 对码 相位 一 ｏｐｅ频 移 的二维搜 索 ｌ ， 长 了 Ｐ Ｄ ｐｌ ｒ ３延 Ｊ Ｎ
ｅ ｃｅ ｔ ｃ ｅ ｅ ａｅ ｔ ｅ ａ ｑｕｓｔｏ ｒ ｃ ｓ ． ｉ ｆ ｉ ｎｌ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｃ ｉｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｙ ｈ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ： ｅ ｐ ｐａ ｅ ｃ ｍｍｕ ｃ ｔ ｎ； ｓ ｒ ａ ｐ ｃｒ ｍ ｉ ｎ ｌ ｐ ａｌ ｌ ｃ ｕ ｓｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ｄ ｅ ｓ ｃ ｏ ｎｉａ ｏ ｉ ｐ ｄ ｓ ｅ ｔｕ ｓｇ ａ ； ａ ｌｅ ａ ｑ ｉｉ ｎ； ｎ ａｇ ｒｔ ｍ ； ｅ ｒ ｉ ｌｏ ｈ ｉ
ｃ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｙ ｔｍｓｉ ｍｐ ａｉｅ ．Ｔ ｅ ｓ ｌｔ ｎ ａ ｄａ ａｙ ｉ ｓ ｏ ａ ｅＦ Ｔ—ｂ ｓｄ ｍｅ ｏ ａ ｏ ｎｃ ｔ ｎ ｓｓｅ ｓｅ ｈ ｓｚｄ ｉ ｈ ｉ ａｉ ｎ ｎ ｌｓｓ ｈ ｗ ｔ ｔ Ｆ ｍｕ ｏ ｈ ｔ ｈ ａｅ ｔ ｄｃｎ ｈ
深空测控通信的特点和主要技术问题
第24卷 第6期2005年12月 飞行器测控学报Journa l of Spacecraft TT&C Technology Vol.24 No.6Dec.2005深空测控通信的特点和主要技术问题3刘嘉兴(西南电子技术研究所・四川成都・610036)摘 要 分析研究了深空测控通信的特点,对频段提高、灵敏度提高、G/T值提高、E I RP提高、编码增益提高、定轨精度提高、极窄带锁相、低门限接收和调制/解调方式等主要技术问题进行了探讨。
关键词 深空探测;深空网(DS N);测控通信技术;定轨中图分类号:V1文献标识码:AFeatures and Ma i n Techn i cal Issues i n Deep SpaceTT&C and Teleco mmun i cati on Syste m sL I U J ia2xing(Southwest I nstitute of Electr onic Technol ogy,Chengdu,Sichuan Pr ovince610036)Abstract This paper analyses the features of deep s pace tracking,tele metry,contr ol and telecommunicati on(TTC&T)syste m s and discusses the main techniques t o i m p r ove receiver sensitivity,frequency bands,G/T,E I RP,coding gain,orbit deter m inati on accuracy and narr ow2band P LL and modulati on/demodulati on.Key words Deep Space Exp l orati on;Deep Space Net w ork(DS N);TTC&T Technol ogy;O rbit Deter m inati on0 引 言深空探测是指对月球和月球以远的天体和空间进行的探测,实施探测的航天器称为深空探测器,对其测控通信的系统称为深空测控通信系统,它包括深空测控通信地面站和空间应答机两大部分。
深空通信
深空通信所处的宇宙空间环境对航天 器的结构高、轨道、元器件、材料以及航天 器与深空通信地面终端设施之间的信息传输 等方面都有影响。只有熟悉宇宙空间环境并 克服其主要影响，在能保证深空通信的可靠 性，完成既定的任务。
首先介绍太阳系。太阳系太阳、8颗行星166颗已确定的卫 星4颗矮行星以及无数的小行星、彗星、冰冻的Kuiper带物 体、流星体以及行星间尘埃组成的。按照从太阳起往外的 顺序，太阳系的组成是：水星、金星、地球、火星、小行 星带、木星、土星、天王星、海王星、Kuiper带。 离太阳较近的水星、金星、地球及火星称为类地行星，又 称为内行星。4颗类地行星具有彼此可比拟的大小、大气、 密度、温度、和成分。他们的共同特点是密度大（大于 3.0g/cm3）、体积小、自传慢、卫星少，内部成分主要是 硅酸盐， 具有固体外壳。离太阳较远的木星、土星、天王星、海王 星称为类木行星，又称外行星。类木行星主要由氢和氦组 成，并且包含卫星和环。他们都有很厚的大气圈，在火星 与木星之间有100万个以上的小行星。
二、深空通信介绍
深空通信工作环境 深空通信的内涵 深空通信系统组成及工作原理 深空通信的任务 深空通信的方式 深空通信的特点 深空通信的技术
深空通信工作环境
宇宙空间环境是指航天器在轨道上运行时所遇到 的自然环境与人为环境。宇宙空间环境可以根据 其性质的不同划分为近地宇宙空间环境、行星际 宇宙空间环境、恒星际宇宙空间环境等。
研究显示全球去年太空花费超3000亿美元
美国《华尔街日报》5月20日报道称：研究显示，2013年 全球在太空上花费了3140亿美元 据一家推动太空发展的组织说，2013 年全球花在太空硬 件与服务上的开销比一年前攀升约 4%，增至3140亿美元，这 得力于商业项目和风险资本投资的强劲增长。这份研究报告 称，常常服务于第三世界国家的新型火箭、小型卫星和利基 通讯市场的问世，为一批新兴公司和中等规模公司与规模远 大于它们的跨国对手展开竞争打开了大门。 这份报告是周 一由美国太空基金会发布的。报告的关键结论之一是，公众 兴趣的激增以及立足于客户的营销越来越意味着，“太空不 再是少数精选”供货商或买家的“领地”。 全球范围内投入 太空事业的政府支出略有减少，其中减幅最大的是华盛顿， 它这方面的开支比一年前大幅降低。但是加拿大、俄罗斯、 韩国和英国的太空预算涨幅都在25%以上。
6_深空通信技术_陆建华_2005
博士生前沿课深空通信技术陆建华清华大学电子工程系Email: lujh@2005年10月1概要深空通信的含义深空探测的科学目标深空通信的特点及主要技术问题深空通信中若干关键技术小结2什么是深空？太阳系水金地火木土天海冥银河系3什么是深空？月球-地球•距离：0.36 ~ 0.41×106km•延时：1.21 ~ 1.35 秒火星-地球•距离：59.6 ~ 401.3×106km•延时：3.3 ~ 22.3 分冥王星-地球•距离：4297.9 ~ 7535.1×106km•延时：3.98 ~ 6.98 小时4什么是深空？深空（Deep Space）•没有明确统一的界定和划分国际电信联盟的《无线电规则》（1988）•距地球大于或等于2×106km的空间《中国大百科全书航空航天卷》•距地球大于或等于地月平均距离（约3.84×105km）的空间《中国的航天》白皮书•将对月球探测作为深空探测的主要预研对象56什么是深空通信？通信的主要目的•将航天器获取的深空及其他星体的信息传回地球 通信的对象•航天器：发送数据、中继数据、接收测控指令•地球工作站：接收数据、处理数据、发测控指令 通信的主要内容•图像、声音、数据什么是深空通信？遥感图像•微波成像技术：通过合成孔径雷达(SAR)获取数据并成像•三维数字成像：获取含有三维坐标的地面目标数字图像•高光谱数据：获取多个一维光谱信息的遥感数据二维图像7什么是深空通信？ 声音•宇航员和地面语音•航天器声音监控•其他星体上的声音 数据•设备监测数据•科学实验数据•科学计量测绘数据8深空探测的科学目标 认识空间环境•进行深空观测进行科学实验•验证科学假设：反物质、磁单极子•进行空间实验：验证万有引力寻找新能源•氦-3登陆异星•研究其它星球以便更了解地球•拓展地球边疆实现星际移民9我国深空探测的科学目标目前我国的深空探测活动•以月球探测为起点•探月“三部曲”：绕、落、返绕月探测的科学目标•月球三维影像分析•月球有用元素和物质类型的全球含量与分布特点•月壤厚度探查•地月空间环境探测1011深空通信的方式星地(planet -earth)/星间(inter -planet)•近地可以直连•太远需要中继•组建深空通信网星上(on -planet)•自主通信网•数据通过卫星转发深空（星间）通信的特点通信距离远•冥地距离最远处至地球损失106.54dB wrt GEO!•奥尔特彗星云至地球将损失172.39dB wrt GEO!! 传输时延大•长达几十分钟甚至数小时量级•每次通信持续时间可能小于信号传播时延•传输时延不恒定12深空（星间）通信的特点信道环境复杂•宇宙射线丰富，信息传输极易受干扰•接发信息速率不对称，有时只有单向信道 网络拓扑时变•航天器以及中继星在不断运动，地面站与航天器间的联系为间断性的1314深空（星间）通信的特点可能有多个收端•中继星、地面接收站可能有多个航天器存储器和处理能力有限•体积重量受限•载荷复杂度受限航天器能量有限•太阳能电池供电深空（星上）通信的特点 通信距离较近、时延较小•依靠登陆中心设备转发探测节点个数多、种类多、拓扑不固定•需构建星上自组织网 星球地理环境复杂•智能探测器•非视距通信15深空通信的主要技术高效调制/解调技术•通信距离远，接收信噪比极低•航天器、登陆设备能量有限•航天器处理能力有限，发送接收、处理开销要小 信道编码（前向纠错）技术、传输层协议•传输时延大，无法利用反馈保证可靠性•信道环境复杂，须保证数据的正确和完整16深空通信的主要技术信源编码技术、数据压缩技术•航天器存储器有限，数据须尽快传输深空通信网技术、广播技术•网络拓扑时变•可能有多个发端（中转）和收端•MAC层：高效访问控制策略•网络层：动态路由策略17深空通信中若干关键技术联合编码调制技术图像压缩技术喷泉编码技术网络编码技术自主网络技术量子通信技术18联合编码调制联合编码调制系统将编码器和调制器作为统一的整体进行联合设计，使得编码信号序列具有最大的欧式自由距离，从而降低发送端的功率。
神舟放飞：中国首次载人航天工程大事记-第6章
第6章中国航天发展规划中国载人航天计划中国载人航天计划于1992年正式启动。
初期目标是将航天员送入太空。
远期则包括建立永久空间站以及月球探索。
中国载人航天计划的第一步是进入太空，而进入太空轨道飞行器被命名为神舟号飞船，最多乘员三人。
飞船由长征二号F火箭运载。
工程由航天员、空间应用、载人飞船、运载火箭、发射场、测控通信、着陆场和空间实验室八大系统组成。
其中，载人飞船系统和空间实验室系统由航天科技集团公司第五、第八研究院为主负责研制，运载火箭系统由航天科技集团公司第一研究院负责研制；空间应用系统由中国科学院有关研究所为主负责研制；航天员、发射场、测控通信及着陆场系统由相关研究单位负责研制建设；测控通信设备主要由电子科技集团公司有关厂所负责研制。
概述：三步走：第一步：1999-2008——载人飞船（神一至神四：无人上天；神五至神七：载人上天）第二步：2011-2013——空间交汇对接（天宫一号和神八、神九、神十空间对接探索）第三步：2020以后——空间试验站：（长期性航天空间站，辅助其他航天工程开展工作）发展历程：迄今，神舟号飞船共进行过7次发射，前4次为无人发射。
神舟一号发射时间：1999年11月20日6时30分7秒运载火箭：新型长征二号F捆绑式火箭发射地点：酒泉卫星发射中心任务概况：载人航天工程第一次飞行试验，考核运载火箭性能和可靠性，验证飞船关键技术和系统设计的正确性，以及包括发射、测控通信、着陆回收等地面设施在内的整个系统工作的协调性。
神舟二号发射时间：2001年1月10日1时零分运载火箭：新型长征二号F捆绑式火箭发射地点：酒泉卫星发射中心任务概况：试验我国第一艘正样无人飞船，飞船由轨道舱、返回舱和推进舱三个舱段组成，系统结构有了新的扩展，技术性能有了新的提高，首次在飞船上进行了诸多领域的实验。
神舟三号发射时间：2002年3月25日22时15分运载火箭：新型长征二号F捆绑式火箭发射地点：酒泉卫星发射中心任务概况：神舟三号飞船和运载火箭系统技术进一步提高，飞船搭载了10项44台有效载荷设备，完成了多项科学试验，取得了圆满成功。
深空通信新型射频技术
科技资讯2016 NO.32SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 科技报告导读184科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATIONmore than algorithm model and the techniques include high-performance GNSS system simulator mathematical simulation technology, precision signal time delay control and high quality signal generation technique, high precision, high dynamic GNSS radio frequency signal simulation, simulation of GNSS signal high accuracy checking and credibility evaluation technique, etc.Key Words : The multi-system navigation simulation signal source; The test signal enhanced simulator; Simulation and test of enhancing signal阅读全文链接（需实名注册）：/xiangxiBG.aspx?id=65486&flag=1深空通信新型射频技术胡赟鹏 沈彩耀 沈智翔 张德伟 屠振(信息工程大学)摘 要：深空通信射频技术是深空通信关键技术之一，该课题围绕我国未来深空探测任务的需求，重点突破适应深空通信需求的低噪声温度射频前端设计与多天线组阵增强系统相关关键技术，实现深空探测数据回传的高效可靠接收。
课题设计完成低噪声温度射频前端，X/Ka频段等效噪声温度达到25K/50K以下。
深空通信有哪些特点？.doc
深空通信有哪些特点？自从前苏联于1957年发射世界上第一颗人造地球卫星，继之美国于1958年发射“探险者I号”卫星以来，宇航事业得到了迅速发展。
美、苏等国发射了一系列深空探测器，对太空诸行星进行直接考察，取得了重大的科研成果，对揭开太阳系的奥秘作出了贡献。
在宇宙飞行中，一个占支配地位的，常常是致命的因素就是通信。
可以说，没有通信的支持就根本谈不上宇宙飞行。
事实上，在宇航史上不乏由于通信系统的故障而使飞行计划遭到失败的例子。
例如，苏联在1971年5月28日发射的“火星5号”，装在宇航器上部密封舱内的着陆器已成功地在火星表面软着陆，然而在着陆20秒钟后却由于通信中断而使这次任务最后归于失败。
随着宇宙飞行从距离地球几十万千米的人造卫星发展到数亿千米的探测行星的深空探测器，通信的距离也相应延伸。
人们把地面和宇航器之间的通信称为深空通信。
人们在深人研究深空通信特点的基础上，通过提高信号功率、降低噪声值和更有效地利用信噪比来提高通信能力。
那么，深空通信具有什么特点呢？首先，深空通信的最大特点是通信距离远，而且是点对点的通信，即深空通信地面站和宇宙器之间的无中继远距离无线电通信。
电波的传播损耗是与距离的平方成正比的。
在行星探测器等超远距离飞行的情况下，为了克服巨大的传播损耗，确保在有限发射功率的情况下的可靠通信，必须采用在低信噪比下也能工作的通信方式。
其次，在深空通信中电波主要是在宇宙空间传播，和地面微波通信相比，传播条件是比较好的。
通信中的噪声除了通常的由于地面大气对电波的吸收西形成的等效噪声和热噪声之外，还有宇宙噪声。
宇宙噪声是由射电星体、星间物质和太阳等产生的。
其频率特性大致是在1吉赫以下时与频率的2.8次方成反比，1吉赫以上时与频率的平方成反比。
而大气中氧气和水蒸汽对电波的吸收在频率到10吉赫以上时逐渐增大，即增加了等效噪声。
这样，总的外来噪声在1吉赫一10吉赫之间比较小，这一频率范围称为“电波窗口”。
深空探测通信技术发展趋势及思考
深空探测通信技术发展趋势及思考1. 引言1.1 科技的快速发展对深空探测通信技术提出了更高要求科技的快速发展对深空探测通信技术提出了更高要求，随着人类对外太空的探索不断深入，深空探测通信技术的重要性日益凸显。
科技的快速发展带来了更多的探测任务和更复杂的任务需求，需要更快、更稳定、更安全的通信技术来支持。
在深空环境下，通信距离更远、信号传输更复杂，传统的通信技术面临着更大的挑战。
科技的快速发展也为深空探测通信技术提供了更多的机遇和可能性。
新型的通信技术和设备不断涌现，为深空探测通信技术的发展带来了新的可能性。
高速数据传输、光通信技术、人工智能技术等都为深空探测通信技术的发展带来了新的机遇和挑战。
1.2 深空探测通信技术是航天探索的关键技术之一深空探测通信技术是航天探索的关键技术之一。
在人类的探求未知、探索宇宙的道路上，深空探测通信技术扮演着至关重要的角色。
随着科技的不断进步，人类对深空探测的需求也愈发迫切，而通信技术就是连接地球和深空探测器的桥梁。
深空探测通信技术的发展可以帮助我们更好地了解宇宙、探索未知领域，同时也为航天事业的发展提供了重要支持。
深空探测通信技术的发展不仅仅是为了满足人类对宇宙的探索欲望，更是为了解决地球面临的一系列难题，例如资源枯竭、环境污染等。
通过深空探测，人类可以寻找新的资源来源，探索新的生存空间，为地球的可持续发展提供更多可能性。
深空探测通信技术不仅是关乎航天领域的技术，更是关乎整个人类的未来发展。
深空探测通信技术的重要性不言而喻，它是连接地球和宇宙的纽带，是推动航天探索的关键技术之一。
随着科技的不断进步，我们相信深空探测通信技术会迎来更广阔的发展空间，为人类的未来探索之路带来更多希望和可能。
2. 正文2.1 当前深空探测通信技术的发展现状当前深空探测通信技术的发展现状可以说是处于一个蓬勃发展的阶段。
随着航天探索的不断深入，对深空通信技术的需求也越来越大。
目前，国际上各国都在积极研究和开发深空通信技术，力求提高数据传输的速度和稳定性。
深空通信中微弱信号接收检测方法研究
深空通信中微弱信号接收检测方法研究深空通信中微弱信号接收检测方法研究引言深空通信是指在航天器与地球之间进行的长距离、高速度的通信。
在深空通信中，信号传输距离长、信号强度弱，面临诸多挑战，需要高灵敏度的信号接收检测方法。
本文旨在研究深空通信中微弱信号接收检测方法，以提高信号接收的可靠性和准确性。
1. 深空通信中微弱信号的特点深空通信中，航天器与地球之间通信距离较远，信号传输经过大气层的衰减和噪声的干扰，导致信号强度较弱。
此外，深空通信中存在背景噪声和多径效应等问题，使得微弱信号的接收变得更加困难。
2. 深空通信中微弱信号接收检测方法2.1. 增益增强技术增益增强技术可以通过增大信号增益来增强微弱信号的接收，提高信号的强度。
常用的增益增强技术包括前置放大器、低噪声放大器等。
此外，采用自适应增益控制技术可以根据信号强度的变化自动调整接收机的增益，以适应信号的强弱变化。
2.2. 信号滤波技术信号滤波技术是通过滤波器对接收信号进行处理，去除噪声和干扰信号，提取出有效信号。
常见的信号滤波技术包括低通滤波器、带通滤波器等。
同时，采用自适应滤波技术可以根据信号特性进行滤波参数的自动调整，提高信号的分辨率和抗干扰能力。
2.3. 多路径干扰抑制技术在深空通信中，多径效应会导致信号被多个路径上的反射产生多个相位的干扰，降低信号的接收质量。
多路径干扰抑制技术可以通过采用合适的时、频域处理方法对接收信号进行处理，抑制多径干扰。
常用的多路径干扰抑制技术包括自适应均衡技术、多普勒补偿技术等。
2.4. 弱信号检测技术弱信号检测技术是指通过对接收信号进行精确的检测和判别，提取出微弱信号并判断其存在与否。
常见的弱信号检测技术包括能量检测法、线性相关检测法等。
同时，采用自适应检测门限技术可以根据信号强度的变化自动调整检测门限，提高弱信号的检测准确性。
3. 深空通信中微弱信号接收检测方法的应用深空通信中微弱信号接收检测方法可以应用于卫星通信、探测器通信等领域。
深空探测通信技术发展趋势及思考
深空探测通信技术发展趋势及思考【摘要】深空探测通信技术是现代科技领域中极具挑战性和前瞻性的领域之一。
本文从当前深空探测通信技术现状入手，深入分析了其发展趋势以及新技术的应用对其发展的推动作用。
也探讨了通信技术创新对深空探测的影响，并提出了深空探测通信技术面临的关键挑战。
通过对未来发展方向的探讨，强调了深空探测通信技术在科学研究和人类探索宇宙中的重要性。
文章提出了一些思考，以期引发读者对深空探测通信技术的更深层次的思考。
深空探测通信技术的不断发展将为人类探索宇宙带来更广阔的可能性，对未来科技发展起到至关重要的作用。
【关键词】深空探测、通信技术、发展趋势、现状、新技术、创新、影响、关键挑战、未来发展方向、重要性、思考。
1. 引言1.1 深空探测通信技术发展趋势及思考深空探测通信技术在当今科技领域中扮演着至关重要的角色，它为人类探索宇宙、了解外太空提供了关键的技术支持。
随着人类对宇宙探索的深入，对深空探测通信技术的需求也在不断增长。
本文将就深空探测通信技术的发展趋势及思考展开讨论。
随着科技的不断进步，当前深空探测通信技术已经取得了显著的进展。
各种高效的通信卫星、深空探测器以及地面通信设施的建设与运行，为深空探测任务提供了可靠的通信保障。
随着探测任务的复杂化和范围的不断扩大，深空通信技术的发展仍面临着许多挑战和机遇。
未来，深空探测通信技术将进一步向智能化、高效化和安全化方向发展。
随着人工智能、量子通信等新技术的应用，深空通信系统将更加智能化和自适应，提供更高质量的通信服务。
通信技术创新将对深空探测任务的实施和成果产生深远影响，推动人类对宇宙的探索不断向前迈进。
面对未来发展的挑战和机遇，我们需要不断创新，加强合作，共同努力推动深空探测通信技术迈向新的高度。
深空探测通信技术的发展将为人类的宇宙探索事业提供重要支持，为人类认识和探索宇宙的奥秘贡献力量。
2. 正文2.1 当前深空探测通信技术现状当前深空探测通信技术现状可以说是处于不断发展和创新之中。
深空探测通信技术发展趋势及思考
深空探测通信技术发展趋势及思考随着人类对太空的探索日益深入，深空探测任务对通信技术的要求也越来越高。
在过去的几十年里，通信技术在深空探测中起到了至关重要的作用。
随着科技的不断进步，深空探测通信技术也在不断发展。
本文将讨论深空探测通信技术的发展趋势，并对其进行思考。
深空探测通信技术的发展趋势之一是通信速度的提高。
目前，深空探测任务中使用的通信速度还比较低，一般在几千比特每秒。
随着科技的进步，我们期望能够实现更高的通信速度，以便能够更快地传输大量的数据。
这样一来，我们就能够更快地获取有关太空的信息，并加快深空探测任务的进展。
深空探测通信技术的发展趋势之二是通信距离的扩展。
目前的深空探测任务只涉及到地球和宇宙飞船之间的通信。
随着人类对太空的探索范围的扩大，我们需要能够实现更远的通信距离。
这将对通信技术提出更高的要求，需要开发出更加高效和稳定的通信系统，以实现更远距离的通信。
深空探测通信技术的发展趋势之三是通信稳定性的提高。
目前的深空通信系统在面对复杂的环境时，往往会受到干扰。
地球和太阳之间的大气影响、行星表面的电磁干扰等等。
我们需要开发出更加稳定的通信系统，以确保在复杂环境下能够保持通信的稳定性。
随着人类对太空的探索日益深入，我们对通信系统的要求也会越来越高。
我们期望通信系统具备自主性和智能化的能力。
这意味着通信系统应该能够自动选择最佳的通信路径，并根据当前情况做出决策。
在面对干扰时，系统应该能够自动调整通信频率或改变通信路径，以确保通信的稳定性。
随着深空探测任务的不断进行，我们对通信技术的要求也会不断提高。
我们期望通信系统能够实现实时通信，以便地面指挥人员能够迅速了解探测器的状态。
我们也期望通信系统能够支持多媒体通信，以便能够传输更多类型的数据，如图像、视频等。
在追求这些发展趋势的我们也面临着一些挑战。
通信技术的发展需要投入大量的研发资源和资金支持。
太空环境对通信系统提出了更高的要求，如较低的信号传输损耗、高可靠性等。
深空探测通信技术发展趋势及思考
深空探测通信技术发展趋势及思考随着人类对宇宙的探索不断深入，深空探测任务日益增多，对深空探测通信技术的要求也越来越高。
深空探测通信技术是指用于地球与地外天体之间的通信技术，其发展趋势主要受到科技进步和任务需求的影响。
本文将从当前深空探测通信技术的发展现状出发，分析其未来的发展趋势，并对未来的发展方向进行一些思考。
深空探测通信技术的发展现状目前，深空探测通信技术已经取得了一些重要的进展，主要表现在以下几个方面：第一，采用新一代通信协议。
当前的深空探测通信主要采用的是传统的通信协议，如CCSDS（Consultative Committee for Space Data Systems）标准，而随着通信技术的不断发展，新一代的通信协议开始应用于深空探测任务中。
NASA正在开发一种名为"Disruption Tolerant Networking（DTN）" 的新型协议，这种协议可以在不可靠的延迟和断断续续的连接下实现数据传输，极大地提高了深空通信的可靠性和稳定性。
第二，利用激光通信技术。
目前的深空通信主要依靠微波通信技术，但是微波通信存在速度慢、频谱资源有限等问题。
激光通信技术开始被应用于深空通信中，由于激光通信的高速传输和大带宽特点，可以大大提高深空通信的速率和效率。
NASA的 "Mars Relay" 任务就采用了激光通信技术，成功地实现了地球与火星之间的高速通信。
引入机器学习技术。
由于深空探测任务的环境极其复杂，不可预测的因素较多，因此从传统的通信方式无法满足任务需求。
为此，一些研究人员开始尝试将机器学习技术应用于深空通信中，通过对数据进行实时分析和处理，提高通信系统的自适应性和鲁棒性。
这一方面的研究还处于起步阶段，但已经取得了一些初步的成果。
在分析了深空探测通信技术的现状之后，我们可以看出，未来深空探测通信技术的发展主要将呈现以下几个趋势：高效可靠的通信协议将得到更广泛的应用。
深空探测通信技术发展趋势及思考
深空探测通信技术发展趋势及思考摘要：随着通信技术应用水平的不断提升，人们开始将目光投向于深空探测领域，深空探测通信技术的应用能够优化现有的空间探索基础，实现自主的天基连续测控和通信系统。
本文从通信技术在深空探测工作开展过程中应用的重要性出发，论述了当前我国在应用通信技术开展深空探测作业时存在的问题，并在此基础上结合深空探测作业时存在的问题阐述了未来深空探测通信技术的发展方向以及思考，希望能够推动我国航天事业发展的同时，实现深空探测工作的稳步前进。
关键词：深空探测技术;发展趋势及思考;深空通信技术所谓的深空探测工作指的是以地球、太阳系乃至宇宙作为研究的起点，找寻其他天体中关于生命的足迹，从而将外星移民的梦想转换为现实。
作为新世纪的三大航天活动之一，深空探测工作多的开展具有极其重要的研究价值，它不仅是国家综合国力的体现，也是军事实力以及政治实力的代表。
如今，随着现代化技术的不断发展，人类对于生命乃至世界探索的步伐已经不再仅仅局限于地球，而是开始向月球和火星等宇宙领域前进。
一、通信技术在深空探测工作开展过程中应用的重要性“大航天”概念的提出使得我国现有的航天活动不再局限于原有的航天工业领域，而是朝着航天空间技术、航天空间应用以及航天空间科学前进，通过提升航天空间科学水平，实现现有的载人航天体系的优化，从而提升航天空间应用技术，进而将航天空间应用朝着产业化和市场化的方向发展，加快全面建成小康社会的进程，增强我国综合国力。
为此，在这一大环境下深空探测工作的重要性变得越来越突出，作为深空探测工作中最重要的技术之一，深空探测通信技术主要由深空探测器以及控制中心等多个模块所构成。
深空探测通信技术的应用能够实现通信链路中通信信息的快速传递，实现遥测遥控信息以及自控和轨道控制信息等相关信息能够准确的传输至指定的通信系统中，确保相关工作人员能够跟进所接收的信息及时做出应对的指令，以保障深空探测工作的秩序性。
与此同时，深空探测通信技术还能够实现数据、文件以及声音等相关信息的传输，将所采集的画面信息反馈至通信平台中，接下来的深空探测工作奠定数据以及图像基础。
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–三向跟踪：一个地球站完成双向跟踪，另一地球站则 利用不同的频率或不同的天线跟踪下行链路。
距离和多普勒测量跟踪
• 在深空通信中，航天器的距离测量是通过测量某 个深空站产生的测距信号的往返传输时间获得的。 测站产生的一系列测距信号被调相在发射的载波 信号上。航天器接收机锁相环锁定并跟踪上行载 波，再产生与上行载波相干的参考信号。利用参 考信号对测距信号进行解调。 • 传统多普勒和距离测轨具有局限性，促进了甚长 基线干涉（VLBI）测量技术的发展。VLBI技术 利用河外星系射电源（如类星体）发出的宽带微 波辐射信号，由于信号非常微弱，需要使用大口 径天线、低噪声接收机和宽带记录装臵。
–深空通信信道与无记忆的高斯信道非常相似，而这种 信道正是编码理论的信道模型，使得信道编码的理论 和仿真效果与实际相差无几 –深空通信信道的频带带宽很丰富，允许使用频带利用 率较低的二进制的调制方案 – 深空通信信号信噪比极低，数据传输前要高度压缩冗 余部分，对传输中出现的差错非常敏感，采用信道编 码技术可用提升通信性能 –由于传输距离非常远，信号能量衰减严重，需要用各 种措施来弥补，其中包括高增益、低编码效率的编码 和复杂的译码技术，从而导致传输速率很低
表1 太阳系各行星至地球和太阳的距离和时延
深空探测对通信和测控的要求
能将地球站的波束瞄准航天器，建立空地链路，称为角跟踪； 能测量出地球站到航天器的角位臵、距离和速度，称为测轨； 能将航天器引导到距离目标的质心或边缘的一定距离以内， 称为导航； 能将航天器内各分系统的观测仪器的工作状况传到地球站， 使地面控制中心了解航天器的运行情况，称为遥测； 能将航天器观测到的数据和图像传到地球站，称为数传； 地球站能对航天器自主运行不能解决的故障，利用上行链路 发出命令进行辅助性干预，称为遥控。
辅助 振荡器 深 航 空 天 站 器
高稳定 振荡器
天线指向 相干载波 参考 锁相环 接收机 测距信号 调理 DOR 倍频器
天线
发射机
源励器
遥Байду номын сангаас调制
图3
航天器跟踪分系统框图
接收机利用锁相环锁定并跟踪上行链路载波，并产生一个相位与上行链路载 波相干的参考信号，该信号用来解调源自上行链路载波的测距和指令信号。 激励器对下行链路载波信号进行相位调制，然后调相信号被发射机放大，并 通过天线发射回到地面。DOR：差分单向测距。
跟踪分系统产生的输出
• 相干载波参考信号 • 接收信号频率（多普勒信息） • 地面站到航天器来回行程的时延（测距信 息） • 接收信号方向（角度信息） • 提供自动增益控制的接收信号强度 • 接收信号的波形和频谱记录（开环记录）
遥测分系统
数据源 编码器 副载波 调制 载波 调制
译码器
符号同步
副载波解调
四、深空通信的跟踪、测量、控制技术
• 跟踪类型
–单向跟踪：由航天器上的信号源产生下行链路信号， 地球站接收和跟踪该信号，地球站没有向航天器发送 上行链路信号； –双向跟踪
• 双向相干跟踪：由地球站产生上行链路信号，航天器接收和跟 踪该信号。航天器发射与上行链路相干的下行链路信号，供产 生上行链路信号的地球站接收和跟踪； • 双向非相干跟踪：航天器发射的下行链路信号与上行链路信号 是不相干的，下行链路信号频率通常由航天器上的超高稳定的 晶体振荡器或原子钟产生。
指令分系统
地面 CMD序列 MOC 深空站 航天器 CMD 检测 通信系统 任务用户 CMD 译码 数据系统 子系统 用户 译码后 的指令
多任务指令分系统上行链路组成框图 指令系统（CMD）由地面向航天器提供航天器的动作操作指 令。多任务指令分系统（MMC）将进入任务操作中心(MOC) 生效的指令的入口点扩展到航天器分系统的指令分配点，分 配前进行了差错检测和校正。MMC系统包含由MOC、DSN、 航天器指令检测器和译码器所执行的指令功能，指令系统实 现多任务指令分发和计算功能。
图1 深空通信系统的组成
深空通信的基本原理
• 深空通信主要包括三大分系统：跟踪分系 统、遥测分系统、指令分系统 。与三大分 系统相对应，深空通信要完成跟踪、遥测 和指令三大基本功能。
• 跟踪分系统要获取航天器的位臵和速度、无线电传播媒质 以及太阳系特性的信息，使地面能监视航天器的飞行轨迹 并对其导航。为遥测遥控提供射频载波和附加的参考信号， 以支持遥测和指令功能。 • 遥测分系统接收从航天器发回地球的信息，包括科学数据、 工程数据和图像数据。科学数据源于从航天器上开展实验 所获得的信息；工程数据载有航天器上仪器、仪表和系统 状态的信息，这些数据容量中等但极有价值，要求准确传 送。图像数据容量大，但信息冗余量较大，仅要求中等质 量的传输。 • 指令分系统将地面的控制信息发送到航天器，令其在规定 的时间执行规定的动作。通常指令链路传送的是低速率、 小容量数据，但对传输质量要求极高，保证到达航天器的 指令准确无误。
第6章 深空通信
参考文献
• 朱立东，吴廷勇，卓永宁。卫星通信导论（第3 版），北京：电子工业出版社，2009年11月 • 周贤伟等，深空通信，北京：国防工业出版社， 2009年5月 • David H. Rogstad Alexander Mileant Timothy T. Pham著，李海涛译。深空网的天线组阵技术，北 京：清华大学出版社，2005年5月 • Marvin K. Simon著，夏云，孙威译。高带宽效率 数字调制及其在深空通信中的应用，北京：清华 大学出版社，2006年8月 • William A. Imbriale著，李海涛译。深空网大天 线技术，北京：清华大学出版社，2006年9月
跟踪分系统
开环 接收机 天线指向 角度数据 自动增益 控制 低噪声 放大器 闭环 接收机 记录设备 开环数据
天线
测距设备 相干载波 参考 多普勒设备 多普勒数据
发射机
源励器
标频源
至接收机
指令调制
图2 地面跟踪分系统框图 地面跟踪分系统由标准频率源、激励器系统、发射机、产生S、X、Ka频 段射频载波信号的微波系统组成。射频载波信号可被指令和测距信号调制
– 接收信号强度 – 记录信号波形和频谱 – 含多普勒信息的接收信号频率 – 信号传输往返延时 – 接收信号入射方向
深空通信的任务（续）
• 遥测分系统接收来自航天器的科学数据、工 程数据和图像数据。
– 科学数据是指航天器传感器获取的探测对象的信 息数据 – 工程数据是指航天器上仪器、仪表和系统状态的 信息数据 – 图像数据的信息量较科学数据、工程数据大很多， 传输“行星任务”获得的图像需要几十至几百 kb/s的速率 – 此外，回传的信息还包括航天器对遥控信号的应 答信号
• 近空通信：地球上的实体与地球卫星轨道上的航天 器之间的通信，通信距离为数百至数万公里。 • 深空通信：地球上的实体与离开地球卫星轨道进入 太阳系的航天器之间的通信，通信距离达几十万公 里至几亿、几十亿公里，包括各行星表面的区域通 信以及地球与太阳系以外星球间的通信。 • 1988年世界无线电管理大会将距离地球2×106 km 作为新的近空和深空分界线标准，即深空是指与地 球的距离大于或等于2×106 km的空间。 • 我国航天界将深空定义为月球和月球以远的外层空 间，将地球上的实体与处于月球及月球以远的宇宙 空间中的航天器之间的通信称为深空通信
g C
五、深空通信的调制和编码技术
• 调制解调技术
– 深空通信信道是典型的带限和非线性变参信道， 由于深空通信信道的非线性效应，要求调制后 的波形尽量具有恒包络结构，很少采用幅度变 化的数字调制技术 – 在频域内，要求已调载波具有良好的频谱特性， 要求已调波具有最小的功率占有率，即已调波 的频谱要具有快速的高频滚降特性
深空通信的任务
• 航天器通过“下行链路”（从航天器至地 球站，也称遥测链路）回传航天器在深空 所获取的信息 • 为实施对航天器的控制与引导，需要经上 行链路（也称遥控链路）向航天器传送跟 踪和指令信息
深空通信的任务（续）
• 深空通信的跟踪分系统向航天器发射被指 令信号和测距信号调制的标准载波 • 从接收信号可提取的信息包括
甚长基线干涉测量（VLBI）
来自信源的平面波
B 中心相关器
g
g C B sin
来自遥远信源的电波到达两个相距极远的天线，信号被放大、混频至基带， 数字化、打时标并记录，对记录的信号进行互相关处理，以确定信号到达两 站的时间差。这一时间差称为VLBI延迟，由几何延迟加上钟差，以及信号 通过电离层、对流层、测量设备等引起的延迟构成。利用基线长度和方向的 先验信息，可从几何延迟中推导出信源位臵的一个角度分量。
深空通信的特点
• 通信距离极其遥远，链路损耗大 • 信号传输时延很长，例如地球与火星之间的信息 传输往返时间约为10～40 min • 工作频率高，可用频带宽 • 非对称的信道带宽。上行链路的带宽比下行链路 的带宽窄，相差1～2个数量级。例如， “卡西尼” 号的上行链路速率为1 kb/s，而下行为166 kb/s • 由于深空探测器平台的限制，发射天线增益有限， 发射功率通常不超过20～30W • 信道为AWGN（加性白高斯噪声）模型 • 通信系统要求具有极高的可靠性，费用昂贵 • 全天候工作能力。全球范围设立深空通信设施， 以组成深空通信网
深空通信的调制解调技术
• 恒包络调制：BPSK、QPSK、OQPSK、差 分编码QPSK、π/4QPSK、MSK、GMSK等 调制方式 准恒包络调制：FQPSK、IJF-QPSK、 SQORC、互相关网格编码正交调制 （XTCQM）、整形偏移QPSK等调制方式
•
深空通信的信道编译码技术
• 深空通信的信道特点
目录
一、深空通信概述 二、深空通信的频段 三、深空通信系统的组成及工作原理 四、深空通信的跟踪、测量、控制技术 五、深空通信的调制解调/编译码技术 六、对月及对太空探测技术