卫星基础知识
卫星定位基础知识
卫星定位基础知识一、引言卫星定位技术是一种利用卫星信号来确定地理位置的方法。
随着科技的不断发展，卫星定位技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分，广泛应用于导航、定位、测量等领域。
本文将详细介绍卫星定位的基础知识，包括卫星定位原理、卫星系统组成、定位算法与解算技术、卫星导航信号与接收、位置精度与误差分析、卫星定位应用领域以及卫星导航系统发展历程等方面。
二、卫星定位原理卫星定位的基本原理是利用多颗卫星同时向地面发送信号，地面接收设备接收到这些信号后，通过测量信号的传播时间或频率差异，可以计算出接收设备与卫星之间的距离。
根据这些距离信息，结合卫星的位置信息，就可以确定地面接收设备的位置。
三、卫星系统组成卫星定位系统主要由卫星、地面控制站和用户设备三部分组成。
卫星负责向地面发送信号，地面控制站负责控制卫星的运行和接收地面设备发送的信号，用户设备负责接收卫星信号并计算位置信息。
四、定位算法与解算技术定位算法是确定地面接收设备位置的关键技术。
常用的定位算法有基于伪距的定位算法和基于载波相位观测值的定位算法。
解算技术是对接收到的信号进行处理和分析，以提取出有用的位置信息。
五、卫星导航信号与接收卫星导航信号是卫星发送的用于定位的信号。
地面接收设备通过接收这些信号并对其进行处理和分析，可以提取出位置信息。
为了提高定位精度，现代卫星定位系统通常采用多种信号形式和调制方式。
六、位置精度与误差分析位置精度是衡量卫星定位系统性能的重要指标。
影响位置精度的因素有很多，包括卫星时钟误差、卫星轨道误差、大气层影响、多径效应等。
为了提高位置精度，需要采取一系列措施来减小这些误差的影响。
七、卫星定位应用领域卫星定位技术在许多领域都有广泛的应用，如：1.导航：为用户提供精确的导航服务，帮助用户规划出行路线。
2.定位：为地面设备提供位置信息，用于各种测量和监测任务。
3.军事应用：为军事行动提供精确的位置信息，提高作战效率和安全性。
4.科研领域：用于地球观测、地震监测、气象观测等科研任务。
卫星遥感知识点总结
卫星遥感知识点总结一、遥感基础知识1.1 遥感概念遥感是指在地面之外或大气层以上以电磁波为媒介，对地球进行全面、快捷、准确的观测和探测。
通过记录和测量被观测对象所发的电磁波，并将这些信息转换为有用的图像或数据，可用于获取目标地表特征信息的一种技术手段。
1.2 遥感的分类遥感根据平台可分为卫星遥感、航空遥感和地面遥感；根据波段可分为光学遥感、红外遥感、微波遥感等；根据应用可分为地质勘查、农业监测、城市规划、环境监测等。
1.3 遥感原理遥感技术的原理是基于地球表面上的物质通过电磁波的相互作用而得到信息。
地球表面物体吸收、反射、传播、发射电磁辐射，通过传感器记录地表物体所发的不同波段的辐射，再将辐射能转换为图像或数据。
1.4 遥感的应用卫星遥感技术在农业、林业、水资源、城市规划、环境保护等领域有着广泛的应用。
能够及时获取地表的相关信息，为决策提供数据支持，有助于资源的合理开发和保护。
二、卫星遥感技术2.1 卫星遥感的发展历程20世纪60年代，美国、苏联相继发射了世界上第一颗卫星——斯普特尼克1号和美国的“探险者”1号，标志着卫星遥感时代的开始。
80年代末至90年代初，陆续有多国和地区的公司和机构相继建造了多颗卫星发射到轨道上。
21世纪以来，卫星遥感技术进一步发展，传感器技术和数据处理技术不断提升，空间分辨率和时间分辨率不断增加。
2.2 卫星遥感的传感器卫星遥感传感器可分为光学成像传感器和微波雷达传感器。
光学传感器可以通过记录目标发射的电磁波的反射、散射等现象获取目标地的图像信息；微波雷达传感器可以穿透云层、大气层以及夜晚获得目标地的图像信息。
2.3 遥感数据的获取与处理卫星遥感数据获取有定点定时和遥感巡天两种方式。
定点定时是在特定时间和地点采集数据；遥感巡天是卫星在低轨道上向地面成条带式扫描，记录一幅幅图像，以获取一片大地全景图。
2.4 遥感图像的解译遥感图像的解译是指在数字图像上进行人工信息提取，根据地物的形状、大小、纹理、颜色等特征，识别出地物类别，并提供地物的相关信息。
gnss基础知识
GNSS基础知识一、什么是GNSS1.1 GNSS的定义全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)是一种通过星间测量技术提供全球定位、导航和定时服务的系统。
它由一组在轨道上运行的卫星、地面控制站和用户接收设备组成。
1.2 GNSS的分类•美国的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)•俄罗斯的格洛纳斯系统(GLONASS)•欧洲的伽利略系统(Galileo)•中国的北斗导航系统(Beidou)•日本的QZSS系统二、GNSS的原理2.1 GNSS的组成GNSS系统由卫星、地面控制站和用户接收设备组成。
卫星通过无线信号发送时间和位置信息，地面控制站负责监控卫星状态并发送指令进行控制，用户接收设备则接收卫星信号，计算出自身的位置。
2.2 GNSS的工作原理1.卫星发射信号卫星通过发射无线信号，在信号中包含了时间和位置等信息。
2.接收器接收信号用户接收设备接收卫星发射的信号，并通过天线将信号转换为电信号。
3.信号处理接收器对接收到的信号进行放大、滤波等处理，使其符合处理器的要求。
4.计算位置接收器利用接收到的卫星信号和已知卫星位置信息，通过三角定位或测距等算法计算出用户的位置。
5.位置显示计算出用户位置后，可以通过显示屏或连接其他设备显示出位置信息。
三、GNSS的应用3.1 导航GNSS最主要的应用是导航，通过定位和计算导航信息，使用户能够准确地知道自己的位置，并根据导航系统给出的路线规划来实现导航。
3.2 测量和测绘GNSS可以用于测量和测绘领域，利用卫星信号可以测量出地球上的点的经度、纬度和高度等信息，并通过测绘软件来绘制地图和进行测绘分析。
3.3 公共安全GNSS在公共安全领域也有广泛的应用。
例如，通过监控卫星信号，可以追踪并救助山区迷路的人员；在紧急情况下，通过定位也可及时调度应急救援资源。
3.4 农业GNSS在农业领域也有很多应用。
卫星通信基础知识
卫星通信基础知识一、电磁波振动的电场和磁场在空间的传播叫做电磁波。
由收音机收到的无线电广播信号，由电视机收到的高频电视信号，医院里物理治疗用的红外线，消毒和杀菌用的紫外线，透视照相用的X射线，以及各种可见光，都属于电磁波。
二、电磁波的频率、波长人们用频率、波长和波速来描述电磁波的性质。
频率是指在单位时间内电场强度矢量E（或磁场强度矢量H）进行完全振动的次数，通常用f表示。
波长是指在波的传播方向上相邻两个振动完全相同点之间的距离，通常用λ表示。
波速是指电磁波在单位时间内传播的距离，通常用v 表示。
频率f，波长λ，和波速v之间满足如下关系：v=λf如果一电磁波在一秒内振动一次，该电磁波的频率就是1Hz ，在国际单位制中，波速的单位是m/s(米/秒) ，波长的单位是m(米) ，频率的单位是Hz.对于无线电信号，它属于电磁波，它的传播速度为光速，即每秒约前进30万公里。
例如：对于一个频率为98MHz的调频广播节目，其波长为300,000,000米除98,000,000Hz，等于3.06米。
不同的频率的（或不同波长）电磁波具有不同的性质用途。
人们按照其频率或波长的不同把电磁波分为不同的种类，频率在300GHz(1GHz=109Hz)以下的波称为无线电波，主要用于广播，电视或其他通讯。
频率在3×1011Hz-4×1014Hz 之间的波称为红外线，它的显著特点是给人以“热”的感觉，常用于医学上的物理治疗或红外线加热，探测等，频率在3.84×1014HZ-7.69×1014Hz之间的波为可见光，它能引起人们的视觉，频率在8×1014Hz-3×1017Hz之间的波称为紫外线，具有较强的杀菌能力，常用于杀菌，消毒，频率在3×1017 Hz-5×1019Hz之间的波称为X射线（或伦琴射线）它的穿透能力很强，常用于金属探测，人体透视等，在原子核物理中还有频率为1018Hz-1022Hz以上的射线，其穿透能力就更强了。
卫星通信基础知识
1.2 通信卫星的轨道
卫星运行的轨迹和趋势称为卫星运行轨 道；其轨道近似于椭圆或圆形，地心就 处在椭圆的一个焦点或圆心上，按照轨 道平面与赤道平面的夹角i（轨道倾角 ）的不同，地球卫星的轨道有赤道轨道 （i=0º）、极轨道（i=90º）、倾斜轨 道（0º<i<90º）之分。
利用静止卫星建立全球通信示意图
1.4 卫星通信的开展概况
1945年五月英国人阿瑟克拉克提出关于静止卫星的设想。1954-1964 卫星 通信试验，1957年10月4日苏联发射了第一颗人造卫星，1963年7月 发射 了第一颗地球同步卫星，他们都进行了卫星通信试验。1965年国际通信卫星 组织的IS-1（国际通信卫星）1.8.1卫星通信使用频率 1、C频段（3.4-6.65GHz） 2、Ku频段(10.95-18GHz) 3、Ka频段(18-40GHz) 4、L频段(1.12-2.6GHz) 5、其他频段(UHF,S,X,Q,V)
1.8.2 C波段与Ku波段比较
C波段
资源较丰富 易受地面干扰 天线口径较大 不受天气影响
国际通信方面我国运营15座国际通信卫星地球站，开通了约1 万3千条双向电路（占国际长途电路的26%）。中国通信播送 卫星公司等具有国际点对点业务许可的单位开通了150~200条 国际双向VSAT电路。公众通信约使用50个转发器 。
我国已有中央电视台的12套节目，中央人民播送电台和国际 台的32路声音播送节目，以及31个省、自治区、直辖市的播送 电视节目均通过通信卫星向全国传送。目前我国播送电视节目 共使用了11颗通信卫星（亚太1A、亚洲2号、亚洲3S、鑫诺1 号、亚太2R、泛美3R号、泛美8号、泛美9号、泛美3R号、泛 美10号、银河3R和热鸟3号）的32个转发器。
卫星基础知识
（2）、地球同步卫星轨道 地球同步卫星轨道是卫星轨道的倾角等于0°，赤道平面与轨道 平面重合，则卫星在赤道上空运行，并且卫星的周期等于地球自转 周期(23小 时56分04秒)，其旋转方向相同，这样的轨道称做地球同 步卫星轨道。从地面上看，轨道上的卫星好象静止在天空某一地 方 不动似的，所以又叫做静止卫星轨道。这样的卫 星称静止卫星。 1)、 地球同步轨道的实现 A 、理想的静止卫星轨道：实现理想的静止卫星轨道 必须满足下述 条件： ① 卫星运行方向与地球自转方向相同，即同向运行， ② 卫星轨道倾角为0°，即赤道平面与轨道平面完全重合， ③ 轨道偏心率e为0，即轨道是圆形的， ④ 周期为23小时56分04秒。 静止卫星的高度可以根据开普勒第三定律算得：
P48photo极轨扫描.avi
太阳同步轨道的优缺点 太阳同步轨道的优点有：①由于太阳同步轨道近似为圆形，轨道 预告、接收和资料定位都很方便；②有利于资料的处理和使用；③ 太阳同步轨道卫星可以观测全球，尤其是可以观测两极地区；④在 观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。 太阳同步轨道的缺点是：①可以取得全球资料，但观测间隔长， 对某—地区，一颗卫星在红外波段取得两次资料； ②观测次数少， 不利于分析变化快，生命短的中小尺度天气系统。③相邻两条轨道 的资料不是同一时刻，这对资料 的利用不利。
③时间分辨率：指卫星对某一观测区域进行一次观测的时间间隔 。静止气象卫星对固定区域每隔半小时进行一次观测，具有很高的 时间分辨率。
3）、卫星蚀和太阳干扰 ①卫星蚀：大家知道，当太阳，月亮和地球依次排列在 一条直线 上时，太阳被月亮挡住，就出现日蚀，当太阳，地球和月亮处于一 条直线时，月球进入地球的阴影区，就发生月蚀。人造卫星也会发 生这种情况，若太阳，地球和人造卫星在一条直线上时，人造卫星 进入地球阴影区，就出现卫星蚀。 如下图所示，静止卫星位于赤造 平面内，所以静止卫星的卫星蚀蚀出现在春分和秋分前后的一段时 间内，卫星星下点地区正好处于午夜时分，在春分和秋分这两天卫 星蚀的时间最长，达72 分钟之久，卫星蚀可连续出现45天。 在卫 星蚀出现期间，人造卫星上的太阳电池不能工作，所以用蓄电池供 电，因此卫星必须带上大的蓄电池，才不会使卫星工作停止。有时 供电不足时，仍要停止某些观测项目或作某些调整，处在卫星蚀期 间，因卫星中没有热量输入，卫星星体的温度下降，使得其体积收 缩，以致自旋速率加大。 太阳同步轨道卫星也出现卫星蚀。卫星蚀的时间长短， 决定于 卫星高度和卫星经过各地的地方时时间。
卫星通讯知识点归纳总结
卫星通讯知识点归纳总结一、卫星通讯基础知识1.卫星通讯的概念卫星通讯是利用卫星作为信号中继站，进行远距离通讯的一种通讯方式。
通过卫星，可以实现全球范围内的通讯覆盖，能够跨越地面的地理障碍，适用于广域通信、广播、电视等多种通讯应用。
2.卫星通讯的原理卫星通讯是通过地面站发射信号到卫星，再由卫星转发信号到目标地点的过程。
具体而言，地面站发射的信号经过天线传输到卫星上，再由卫星的转发器转发到另一地面站或用户终端，实现通讯目的。
3.卫星通讯的组成卫星通讯系统包括地面站、卫星和用户终端三部分。
地面站通过地面设备和天线发射信号到卫星，卫星通过天线接收地面信号并转发到另一地面站或用户终端。
二、卫星通讯技术1.卫星通讯的频段卫星通讯利用的频段主要包括C波段、Ku波段和Ka波段等。
C波段通讯距离远，穿透能力强，适用于卫星广播、远程通讯等；Ku波段通讯带宽大，传输速率快，适用于高速数据传输、互联网接入等；Ka波段通讯频率高，传输速率更快，适用于高清视频传输、卫星移动通信等。
2.卫星通讯的调制技术卫星通讯采用的调制技术主要包括AM、FM、PM等模拟调制技术，以及BPSK、QPSK、8PSK等数字调制技术。
调制技术可以提高信号的抗干扰能力、增加传输速率、提高频谱利用率等。
3.卫星通讯的编码技术卫星通讯采用的编码技术主要包括差分编码、卷积编码、交织编码、纠错编码等。
编码技术可以提高信号的可靠性，减小误码率，提高通讯质量。
4.卫星通讯的多址技术卫星通讯中的多址技术包括FDMA、TDMA、CDMA等。
FDMA将频段分成不同的信道，每个信道分配给不同的用户；TDMA将时间分成不同的时隙，不同用户在不同的时隙传输；CDMA利用不同码型区分用户，提高频谱利用率。
5.卫星通讯的跟踪技术卫星通讯中的跟踪技术包括天线跟踪、频率跟踪、星上时钟跟踪等。
跟踪技术可以确保地面站和卫星之间的通讯连续性，减小信号衰减和误差。
6.卫星通讯的天线技术卫星通讯中的天线技术主要包括馈源天线、反射天线、相控阵天线等。
卫星运动的基础知识及GPS卫星的坐标计算
卫星的预报星历是用跟踪站以往时间的观测资料推求的
参考轨道参数为基础，并加入轨道摄动项改正而外推的 星历。用户在观测时可以通过导航电文实时得到，对导 航和实时定位十分重要。但对精密定位服务则难以满足 精度要求。
后处理星历是一些国家的某些部门根据各自建立的跟踪 站所获得的精密观测资料，应用与确定预报星历相似的 方法，计算的卫星星历。这种星历通常是在事后向用户 提供的在用户观测时的卫星精密轨道信息，因此称后处 理星历或精密星历。该星历的精度目前可达分米。
as为确轨定道了的开长普半勒径椭，圆e的s为形轨状道和椭大圆小偏。心率，这两个参数
为升交点赤经：即地球赤道面上升交点与春分点之间 的地心夹角。i为轨道面倾角：即卫星轨道平面与地 球赤道面之间的夹角。这两个参数唯一地确定了卫 星轨道平面与地球体之间的相对定向。
s为近地点角距：即在轨道平面上，升交点与近地点之 间的地心夹角，表达了开普勒椭圆在轨道平面上的 定向。
Cuc , Cus——升交距角的余弦、正弦调和改正项振幅 Crc , Crs——卫星地心距的余弦、正弦调和改正项振幅 Cic , Cis——轨道倾角的余弦正弦调和改正项振幅 AODE——星历数据的龄期（外推星历的外推时间间隔）
a0——卫星钟差 a1——卫星钟速（频率偏差系数） a2——卫星钟速变化率（漂移系数）
第四章 卫星运动的基础知识及GPS卫 星的坐标计算
§ 3.1 概述
1.卫星轨道在GPS定位中的意义
卫星在空间运行的轨迹称为轨道，描述卫星轨道位 置和状态的参数称为轨道参数。由于利用GPS进行 导航和测量时，卫星作为位置已知的高空观测目标， 在进行绝对定位时，卫星轨道误差将直接影响用户 接收机位置的精度；而在相对定位时，尽管卫星轨 道误差的影响将会减弱，但当基线较长或精度要求 较高时，轨道误差影响不可忽略。此外，为了制订 GPS测量的观测计划和便于捕获卫星发射的信号， 也需要知道卫星的轨道参数。
卫星通信的基础知识
卫星通信的基础知识1.卫星通信的基本概念与特点定义：卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站，转发或反射无线电波，在两个或多个地球东站之间展开的通信。
卫星通信又就是宇宙无线电通信形式之一，而宇宙（1）宇宙站与地球站之间的通信；（直接通信）（2（3）通过宇宙站留言或散射而展开的地球站间的通信。
（间接通信）第三种通信方式通常称作卫星通信，当卫星为恒定卫星时称作恒定卫星通信。
大多数通信卫星就是地球同步卫星（恒定卫星：轨道在一定高度时卫星与地球相对恒定）。
恒定卫星就是指卫星的运转轨道在赤道平面内。
轨道距地面高度约为35800km（为直观确保安全，经常表示36000km）。
静止卫星通信的特点（1a通信距离远，且费用与通信距离毫无关系（只要在卫星波束范围内两站之间的传输与距离毫无关系）b覆盖面积大（三颗卫星即可覆盖所有地方），可进行多址通信（一发多收）c通信频带宽（带宽为500md信号传输质量低，通信线路平衡可信e建立通信电路灵活、机动性好（只要卫星覆盖到，均可建立地面站进行通信）f可自发自收进行监测（2a恒定卫星的升空与控制技术比较复杂（所以国内搞卫星升空的很少）。
b地球的两极地区为通信盲区（轨道与赤道平行，切线方向下来无法到达两c存有星蚀（卫星在地球和太阳之间）和日凌（地球在太阳和卫星之间）中断——（现今可通过处理缩短这种现象）d存有很大的信号传输时延（升空和拒绝接受时间）和脉冲阻碍。
2.卫星通信系统的共同组成（1通常卫星通信系统是由地球站、通信卫星（前两个为主要组成，负责卫星收发）、跟踪遥测及指令系统和监控管理系统（后两个提供辅助功能，监测卫星、姿态调整等）4大部分组成的，如图所示。
两个地球东站通过通信卫星展开通信的卫星通信线路的共同组成如图所示，就是由发端地球站，上、下行无线传输路径和收端地球站组成的。
3.卫星通信地球东站设备一般来说，对地球站应有以下几方面的要求。
①传送的信号应当就是宽频拎、平衡、大功率的信号，能够发送由卫星留言器转发来的微弱信号（可通过放大解调处理）。
中国的卫星常识知识
中国的卫星常识知识东方红一号卫星概述东方红一号卫星是1970年4月24日中国自行研制并成功发射的第一颗人造卫星。
它的任务是进行卫星技术试验，探测电离层和大气密度。
卫星自重173千克，采用自旋姿态稳定方式，初始轨道参数为近地点439公里，远地点2384公里，倾角68.5度，运行周期114分钟。
卫星外为直径约1米的近似球体的多面体，它以20.009兆赫频率播放《东方红》乐曲。
东方红一号卫星是我国于１９７０年４月２４日发射的第一颗人造地球卫星。
按时间先后顺序，我国是继苏、美、法、日之后，世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。
主要参数卫星质量：１７３公斤卫星外形：直径１米的中国卫星球形７２面体近地点：４３９公里远地点：２３８４公里用途：广播“东方红”乐曲卫星目前状态2009年2月1日15时08分32秒根据NASA的数据写出来的。
纬度：64.02度中国卫星经度：35.07公里轨道倾角：205.64度运行周期：110.6 分钟速度：7.55KM/s高度：728.25KM 近地点：430公里远地点：2075公里卫星实时状态跟踪：（截止2010年3月6日北京时间11点39分该卫星正从蒙古国进入我国境内）设备星上的仪器舱装有电源、测轨用的雷达应答机、雷达信标机中国卫星、遥测装置、电子乐音发生器和发射机、科学试验仪器等。
卫星的主要任务是向太空播放《东方红》乐曲，同时进行卫星技术试验，探测电离层和大气密度。
卫星上采用银锌蓄电池作电源，电池的寿命是有限的，卫星运行28天后（设计寿命为20天），电池耗尽，“东方红”乐曲停止播放，卫星结束了它的工作寿命。
但是，卫星的轨道寿命没有结束，根据轨道计算，大约能在太空运行数百年（在没有任何意外的情况下）。
东方红一号卫星的诞生“东方红一号” (Dong Fang Hong I/Red East 1)卫星是中国的第一颗人中国卫星造卫星，由以钱学森、潘厚仁为中心的中国空间技术研究院研制，当时共做了五颗样星，结果第一颗卫星就发射成功。
GPS卫星定位基础知识
2481935.9644 34.954
大地基准：椭球大小和形状、椭球短半轴指向、椭球中 心位置、本初子午线。 大地纬度B：过地面点与椭球法线与椭球赤道面的夹角。 大地经度L：过地面点的椭球子午面与本初子午面的夹角。 大地高H：地面点沿椭球法线至椭球面的距离。
GPS卫星定位基础知识
按坐标原点和坐标轴的指向分
GPS卫星定位基础知识
第二章 GPS卫星定位基础知识
掌握内容：
了解内容：
天球坐标系统的定义；
地心坐标系统和参心坐标系 统的区别；大地坐标系和空间直角 坐标系的区别。
坐标系统转换； 卫星位置计算； 卫星的受摄运动；
WGS-84和CGCS2000坐标系的 定义；
GPS时间系统；
GPS卫星的码信号； GPS接收机的类型。
GPS卫星定位基础知识
北黄极
北天极
天 轴
春分点
南天极
南黄极
岁差：北天极沿圆形轨道绕北黄极的运动。半径等于黄赤交 角，周期大约为25800年。 平北天极：在天球上，只有岁差运动的北天极称为瞬时平北 天极（简称平北天极）。与之相应的天球上赤道和春分点称 为瞬时天球平赤道和瞬时平春分点。 真北天极：观测时真正的北天极称为瞬时北天极（简称真北 天极）。与之相应的天球上赤道和春分点称为瞬时天球赤道 和瞬时春分点。 章动：在日月引力等因素的影响下，瞬时北天极绕平北天极 顺时针旋转的运动称为章动。其轨迹成椭圆形，长半径约为 9.2″，周期约为18.6年。
天球空间直角坐标系和天球球面坐标系转换关系：
GPS卫星定位基础知识
天球坐标系
平天球坐标系：X 轴指向平天极，Y 轴指向平春分点
真天球坐标系：X 轴指向真天极，Y 轴指向真春分点
卫星基础知识
卫星基础知识1、dB、dBc、dBi、dBd、dBw、dBm之间的区别1.1、dBdB是一个表征相对值的值，纯粹的比值，只表示两个量的相对大小关系，没有单位，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率），如果采用两者的电压比计算，要用20log（甲电压/乙电压）。
[例1] 甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。
也就是说，甲的功率比乙的功率大 3 dB。
反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，则甲的功率比乙的功率小3 dB。
1.2、dBi 和dBddBi和dBd是表示天线功率增益的量，两者都是一个相对值，但参考基准不一样。
dBi 的参考基准为全方向性天线，dBd的参考基准为偶极子，所以两者略有不同。
一般认为，表示同一个增益，用dBi表示出来比用dBd表示出来要大2.15。
[例2] 对于一面增益为16dBd的天线，其增益折算成单位为dBi时，则为18.15dBi（一般忽略小数位，为18dBi）。
[例3] 0dBd=2.15dBi。
1.3、dBcdBc也是一个表示功率相对值的单位，与dB的计算方法完全一样。
一般来说，dBc 是相对于载波（Carrier）功率而言，在许多情况下，用来度量与载波功率的相对值，如用来度量干扰（同频干扰、互调干扰、交调干扰、带外干扰等）以及耦合、杂散等的相对量值。
在采用dBc的地方，原则上也可以使用dB替代。
1.4、dBmdBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1mw）。
[例4] 如果功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例5] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为： 10log（40W/1mw）=10log （40000）=10log4+10log10000=46dBm。
1.5、dBw与dBm一样，dBw是一个表示功率绝对值的单位（也可以认为是以1W功率为基准的一个比值），计算公式为：10log（功率值/1w）。
《卫星与航天》教案
《卫星与航天》教案第一章：卫星基础知识1.1 卫星的定义与分类1.2 卫星的基本组成部分1.3 卫星的轨道类型及特点1.4 卫星发射与返回的基本原理第二章：卫星应用领域2.1 通信卫星2.2 导航卫星2.3 地球观测卫星2.4 科学研究卫星2.5 卫星应用案例分析第三章：我国卫星发展概况3.1 我国卫星发展历程3.2 我国卫星研制与发射现状3.3 我国卫星应用与国际合作3.4 我国著名卫星介绍第四章：卫星技术要点4.1 卫星平台技术4.2 卫星载荷技术4.3 卫星控制技术4.4 卫星信号传输与处理技术4.5 卫星技术创新与发展趋势第五章：航天事业与人类未来5.1 航天事业对人类的意义5.2 航天技术在未来的应用前景5.3 人类航天探索的挑战与机遇5.4 我国航天事业的发展规划与展望第六章：航天器的结构与原理6.1 航天器基本结构6.2 航天器动力系统6.3 航天器热控系统6.4 航天器生命保障系统6.5 航天器返回技术第七章：航天发射技术7.1 运载火箭技术7.2 发射场与发射设施7.3 航天器分离与入轨7.4 发射任务管理与控制7.5 发射失败分析与应对第八章：航天器在轨运行与管理8.1 航天器轨道设计与计算8.2 航天器在轨操作与管理8.3 航天器姿态控制与轨道维持8.4 航天器在轨维修与补给8.5 航天器寿命评估与延寿技术第九章：航天工程案例分析9.1 我国载人航天工程案例9.2 我国探月工程案例9.3 我国火星探测工程案例9.4 国际空间站工程案例9.5 商业航天工程案例分析第十章：航天科普教育10.1 航天科普教育的重要性10.2 航天科普教育的方法与途径10.3 航天科普教育资源10.4 航天科普教育实践活动10.5 航天科普教育的未来发展趋势重点和难点解析一、卫星基础知识难点解析：卫星的定义与分类需要掌握不同类型卫星的功能与特点；卫星的基本组成部分需要了解各部分的作用与相互关系；卫星的轨道类型及特点需要理解不同轨道的物理特性及其应用；卫星发射与返回的基本原理需要掌握发射与返回过程中的关键技术与影响因素。
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中星9号卫星简介——双备份直播星之一编者按：我国双备份直播卫星之一的中星9号卫星计划于2007年11月用中国的长征三号乙火箭在西昌卫星中心发射升空。
然而发射计划几经挫折，一延再延，终于在2008年6月9日顺利升空。
至此，数字电视三大运营主体：有线、地面、卫星全部到位，竞争的大幕正徐徐拉开，中国数字电视市场的发展开始进入全新的时代。
2005年2月，国家正式批准直播星的建设方案。
直播星将采用正在研制的东方红4号地球同步通讯卫星平台作为首发主星，并命名为鑫诺2号。
进口的法国阿尔卡特公司SB4000卫星平台作为后补备用星，命名为中星9 号形成“一中一外”的直播星系统空间段方案。
两颗卫星均采用长征火箭发射，双星共位运营，可保证我国直播星广播电视节目的安全传输。
然而2006年发射的鑫诺2号升空后失效，中星9号从备份星升格为主星，未来还需要发射一颗中星9号的备份星。
我国计划发射鑫诺4号为中星9的备份星。
与曾出现故障的鑫诺2号一样，鑫诺4号卫星也是基于中国自主研发的东方红四号卫星平台进行开发的，载有18个36MHz带宽及4个54MHz 带宽Ku频段转发器，未来升空后将与中星9号一起在东经92.2度轨道位共轨工作。
“实事求是地讲，东方红四号平台还不是很成熟，这一点从鑫诺2号升空后发生故障可见一斑，”一位不愿透露姓名的卫星界人士告诉记者，“所以鑫诺4号的研发工作慎之又慎，预期发射计划会往后推。
”直播卫星的管理、运营分为空间段和地面段。
空间段主要负责卫星发射及运行测控；地面段主要负责卫星接收终端、内容、服务及未来商业平台的运营。
2007年12月成立的中国直播卫星有限公司，是直播星空间段运营管理的唯一主体。
按照国资委批准的重组方案，中国直播卫星有限公司整合了中国卫星通信集团公司、鑫诺卫星通信有限公司和中国东方通信卫星有限公司旗下所有与卫星相关的资产、业务和团队，管理着中卫1号、鑫诺1号、鑫诺3号、中星6B等四颗广播电视传输星，以及最新发射成功的中星9号直播星。
中星9号功率为10700瓦，设计寿命15年，具有22 个转发器，采用国际电联(ITU)规定的卫星广播业务(BSS)专用Ku波段，以大功率向地面广播播出，可将广播电视在全国的覆盖率提高到98％以上，届时广大民众可用0.45～0.6m天线收看卫星广播电视节目，实现电视节目直播到户。
国际电联分配给中国的广播电视卫星BSS频段轨位有62°E，92．2°E，134°E三个轨位和香港使用的122°E轨位。
中国的领土东西经度范围在135°E～73.5°E(中国地理中心城市兰州位于103°E)，因此我国的广播电视卫星首选使用92．2°E轨位较好，这样对全国大部分的电视接收用户天线的仰角可在35°以上，只有我国东北部分地区的接收天线仰角在20°以下。
1、卫星下行波束中星9号卫星下行波束采用单个成形大波束覆盖我国大陆、港、澳、台等地区，覆盖区边缘的功率通量密度应迅速下降。
中星9号卫星主要技术指标见表1。
2、卫星平台中星9号卫星采用法国阿尔卡特宇航公司研制生产的SB4000平台。
(1)平台的特点和继承性该平台的主要特点是大功率、长寿命、高可靠，是经过飞行考验的成熟商用卫星平台，使用硅太阳电池片，两个太阳电池翼的基板各6块，在卫星寿命末期可提供l0700W的直流功率；有两组100Ah的蓄电池，最大放电深度为70％；推进剂储箱容积2660kg，卫星设计寿命l5年，服务寿命大于l5年；卫星平台可靠性高，达0.849(寿命末期)。
中星9号卫星平台有良好的继承性，目前已有7颗卫星采用SB4000平台，其中两颗卫星已于2005 年1月和4月发射成功，进入预定轨道正常工作。
(2)卫星整星可靠性中星9号卫星的设计尽可能采用经过飞行验证的成熟技术和部件，避免单点失效。
卫星在发射、轨道转移、卫星定点、在轨测试结束的可靠性指标大于0.97。
卫星服务寿命未期的可靠性指标为：平台0.849，有效载荷0.896，整星大于0.76，见图1。
(3)与火箭的兼容性中星9号卫星将采用国产长征三号乙火箭发射，阿尔卡特公司生产的同系列卫星鑫诺1号是使用长征三号乙火箭于1998年发射的，同类型的亚太6号也使用长征三号乙火箭在2005年4月发射成功，中星9号卫星与长征火箭具有良好的兼容性。
3、工作频段与频率计划中星9号卫星有效载荷由22路大功率Ku频段转发器和4副天线组成。
天线分系统含用于广播电视的2副接收天线和2副发射天线，表2列出了其转发器相关参数。
中星9号卫星使用BSS频段，工作频率范围：上行频段17.3～17.8GHz，下行频段11.7～12.2GHz。
共设有22 个Ku频段转发器，其中1A、2A、1B、2B为54MHz带宽转发器，其余为36MHz带宽转发器。
如下图所示。
4、卫星下行覆盖设计中星9号卫星两副发射天线均采用双偏置主面赋型的格里高利反射面天线。
其中一副天线安装在西墙板上，工作频率为11.7GHz～12.2GHz，对应11路转发器是1B～6B及7A～11A；另一副天线安装在东墙板上，工作频率为11.7GHz～12.2GHz，对应11路转发器是1A～6A及7B～11B。
卫星下行波束覆盖中国全部国土包括南中国海地区，具体情况如下：除南中国海外的中国行政区域EIRP值为49.2～57.5dBW；中东部地域EIRP大于52dBW，覆盖中国90%以上人口；喀什、拉萨、乌鲁木齐等地EIRP均为50dBW；东南沿海雨衰较大区域EIRP值均在56dBW以上；全国波束覆盖中国全部国土含港、澳、台地区。
5、卫星功率饱和通量密度（SFD）中星9号卫星的赋形点波束SFD在G/T值为+7dB/K时范围为-68dBW/m2～-98dBW/m2；而中星9号卫星的全国波束SFD是在G/T值为+3dB/K时范围为-68dBW/m2～-98dBW/m2 。
卫星天线采用圆极化工作方式，适宜在我国使用。
6、圆极化的应用特性（1）圆极化天线调整容易，易于用户接收电视信号（2）圆极化更易于实现双星同轨同频备份（3）圆极化较适宜移动接收7、中星9号卫星等效全向幅射功率EIRP覆盖图。
8、信道编码和信源编码技术标准之争欧洲DVB标准是当今世界范围内电视广播传输的主流标准，中国电视广播国家标准主要依据欧洲DVB标准而制定。
DVB标准针对当今卫星、地面无线、地面有线三大领域的电视广播传输标准是：卫星电视传输标准DVB-S，地面无线数字电视传输标准DVB-T，地面有线电视数字传输标准DVB-C。
（1）欧洲DVB-S标准发展历程1993年DVB-S标准发布，很快DVB-S标准被全球直播（DTH：Direct To Home)卫星电视广播商大量采用。
1998年，DVB组织发布了第二个卫星广播标准DVB-DSNG，该系统是DVB-S系统的延伸，在原来的基础上增加了高阶调制(8PSK、16QAM)，主要用于卫星转播车的现场新闻传送。
2003年，DVB组织发布了基于低密度奇偶校验编码(LDPC)和BCH码的DVB-S2系统，也就是欧洲的第二代卫星广播系统。
DVB-S系列标准是目前公认的最成功的两个欧洲标准（另一个欧洲标准是GSM标准)。
（2）信道编码ABS-S VS DVB-S中星9号直播卫星信道传输标准将采用我国自行研发、具备自主知识产权的ABS-S(先进卫星广播系统)。
为什么没有采用国际上最流行且成本最低的DVB-S，据称技术先进性与播出安全性是被考虑的两大主力因素。
国内采用的ABS-S芯片在很多性能上优于DVB-S2。
比如，功耗低50％的前提下，ABS-S芯片速率高出50％，支持QPSK和8PSK模式。
在8PSK模式下，提供45Msps符号率和最高120Mbps的净码率，可实现搭载15路高清卫星电视节目的传输。
对于DVB-S2来说，虽然具备更高的频带利用率、更先进的编码方式和接近香农极限的系统性，但技术复杂度也相对较高。
目前全球只有4家芯片厂商具备生产DVB-S2芯片的能力，且只有一家能够大批量供货。
显然，这不利于我国自主广播卫星产业的发展。
（3）信源编码A VS VS MPGE-2数字音视频编解码技术标准A VS是我国采用自主创新技术和部分公开技术制定的第三代信源编码技术标准，A VS的压缩效率比沿用了近十年的第二代标准MPEG-2提高了一倍以上。
（第一代为MPEG-1，主要用于视频会议，中国用户熟悉的VCD也是采用的MPEG-1视频压缩技术。
MPEG-1能处理的最大视频信号分辨率为352X288，达不到标清电视信号的要求，因此没有在电视广播领域大规模应用，很快被后面出现的MPEG-2所取代。
）A VS是一套适应面十分广阔的技术标准，优势表现在以下几个方面：基于我国创新技术和部分公开技术的自主标准，编码效率比第二代标准（MPEG-2）高2-3倍，且技术方案简洁，芯片实现复杂度低，达到了第三代标准的最高水平，可节省一半以上的无线频谱和有线信道资源，是第三代音视频编解码标准的上选。
在专利费收取方面，A VS通过简洁的一站式许可政策，解决了MPEG-4 AVC/H.264被专利许可问题缠身、难以产业化的死结。
与一些公司提出的标准相比，A VS是开放式制订的国家、国际标准，易于推广，为音视频产业提供系统化的信源标准体系。
MPEG-4 A VC/H.264是一个视频编码标准，而AVS是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系，为中国日渐强大的音视频产业提供了完整的信源编码技术方案，正在通过国际标准化组织合作，进入国际市场。
广播电视直播卫星采用AVS标准的重要意义在于：(1)音视频节目的压缩效率能够提高一倍，意味着直播卫星的节目传输能力提高一倍，“一颗星可以当成两颗星来用”。
(2)音视频解码芯片是卫星接收机内最核心、最重要芯片，相当于计算机的CPU(中央处理器)，每年数千万台直播卫星接收机采用自主解码芯片将有力推动我国芯片产业的发展。
(3)AVS标准达到了国际最新水平，解决了相应国际标准背后高昂的专利许可费问题，显著提高我国直播卫星数字电视系统的技术自主性，是继卫星技术之后的另一高新技术制高点；(4)采用自主芯片和Linux操作系统的接收机，完全清除了安全隐患，而且价格可控制在500元内，有利于全国围内各个地区广泛推广。
(5)AVS编码技术仍然存在的问题。
我国中星9号直播卫星目前采用的信源编码标准为Mpeg-2，此前一度呼声甚高的AVS不在其列。
事实上，从有线数字电视、地面数字电视到移动多媒体广播，再到直播星，都是广电应用行业的大事件(Big Things)，亦是新标准、新技术和新规范的最佳切入时机。
当AVS一次次错失良机之后，其作为国标的应用意义和市场价值自然遭遇极大的挑战。