_军事星_卫星通信系统综述
卫星通信系统安全技术综述
关键词 : 卫星通信 系统 ; 网络 安 全 ; 抗损 毁 ; 抗 干扰 ; 密钥 管 理 ; 认 证 机 制 d o i :1 0 . 3 9 6 9  ̄ . i s s n . 1 0 0 0 — 0 8 0 1 . 2 0 1 3 . 0 7 . 0 1 9
A S u r v e y o f S e c u r i t y f o r S a t e l l i t e Co mmu n i c a t i o n S y s t e m
G u a n H a n n a n , Y i P i n g , Y u Mi n j i e , L i J i a n h u a 。 ’
( 1 . S t a t e E n g i n e e i r n g L a b o r a t o r y o f I n f o r ma t i o n C o n t e n t An a l y s i s T e c h n o l o g y , S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 , Ch i n a ; 2 . S c h o o l o f I n f o ma r t i o n S e c u it r y En g i n e e i r n g , S h a n g h a i J i a o t o n g Un i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 2 4 0 ,C h i n a;
卫星多播通信中为了保障前向安全性即节点退出后就?能再获取多播通信信息和后向安全性即新加入的节点?能获知加人前的多播信息必须在任何一个通信节点退出或加入后
一 综 述
卫星通信 系统 安全技术综 述
关汉 男 1 , 2 。 易 平 1 , 2 1 俞敏杰 1 , 2 , 李建华 1 , 2 , 3 ( 1 . 信 息 内容分 析技 术 国家 工程 实验 室 上 海 2 0 0 2 4 0 ; 2 . 上 海 交通 大 学信 息安 全 工程 学 院 上 海 2 0 0 2 4 0 ; 3 . 上 海鹏 越 惊虹 信 息技 术发 展 有 限公 司 上 海 2 0 1 2 0 3 )
军事卫星通信系统的发展与应用
军事卫星通信系统的发展与应用信息时代的到来和新军事革命的发展, 战争对抗从传统的人员和机械化武器的规模对抗转变为人员质量、信息化武器和信息化的指挥控制体系的对抗,这正在对世界军事领域产生全方位、革命性的影响。
而军事卫星通信系统的变革与发展在此次信息化变革中发挥着重要的作用。
军事卫星通信在现代军事行动中之所以作用越来越大,地位越来越重要,关键原因在于军事卫星通信可完成众多的军事任务,诸如转发话音和数据,搜集图片和信号情报,提供定位信息,预警敌人的导弹发射以及提供气象数据等,特别是在远程军事通信中更见其独特威力,它为军事指挥官提供的灵活性、实时性、全球通信覆盖能力以及战术机动性均是其他通信媒介难以实现的,英、阿马岛之战、海湾战争、科索沃冲突都充分体现了军事卫星通信的优越性。
一、军事卫星通信在在海湾战争中的应用自上世纪60年代卫星通信进入实用阶段以来,军事通信装备的身影开始在太空出现。
1991年爆发的海湾战争是军用卫星通信发展史上的一个转折点。
那次战争被认为是第一次信息化战争,以美军为首的多国联军在战争中传输的信息量大得惊人,其中70%~80%是经由卫星传输的,因此,通信卫星一跃而成为美军战时通信的主力。
此后,美军对通信卫星的倚重与日俱增。
在海湾战争中,美军及其盟军共运用了九个系列共23颗通信卫星。
其中,主要有国防卫星通信系统、舰队卫星通信系统、英军的天网卫星和北约卫星通信系统、国际卫星通信系统和国际海事卫星通信系统等,并将研制中的军事战略和战术卫星中继卫星转发器搭载于舰队卫星上,作为连接美国本土与海湾前线的指挥手段。
其中,国防卫星通信系统构成对海湾战区部队实施指挥控制与美国本土、欧洲及太平洋地区进行远程通信的支柱。
在地面战争开始时,开通了105条连接美国与欧洲几个战区间的远程通信线路。
到海湾战争结束时,它提供的多路通信业务占美军通信总量的75%以上。
二、军事卫星通信的优缺点军事卫星通信同现在常用的电缆通信、微波通信等相比,优点缺点如下:一是远。
军事航天技术
(一)军事卫星系统军用卫星是专门用于各种军事目的的人造地球卫星的统称。
军用卫星按用途可分为侦察卫星、海洋监视卫星、军用通信卫星、导航卫星、气象卫星、测地卫星六大类。
1、侦察卫星。
主要军事大国就把侦察卫星放在优先发展的地位。
根据不同的侦察手段和侦察任务,侦察卫星可分为照相侦察、电子侦察、核爆炸侦察、导弹预警和海洋监视等不同种类。
2、军事通信卫星。
通信卫星就是天基微波中继站,一般部署在地球同步轨道上,也有少数部署在大椭圆轨道上。
通常可分为战略通信卫星和战术通信卫星两大类。
3、军事导航卫星。
导航卫星是为航天、航空、航海、巡航导弹和洲际导弹等提供导航信号与数据的卫星。
它相当于一个设在空间的无线电导航台。
4、测地卫星。
测地卫星是用来测定地球的形状和大小,地球重力场的分布,地面的城市、村庄和军事目标地理位置的卫星。
卫星测地有重要的军事价值。
5、气象卫星。
气象卫星是从空间获取军事气象情况的重要手段,对全球天气监视和天气预报业务均有十分重要的作用。
气象卫星主要有两种类型:极地轨道上的近地气象卫星和同步轨道上的静止气象卫星。
(二)军事载人航天系统载人航天器包括载人飞船、空间站、航天飞机和正在研制中的单级火箭式的空天飞机,它们都可以执行军事任务。
1.载人飞船载人飞船所能担负的军事使命有:作为地面和空间站的军事交通工具;试验新的军事航天设备;用于对特定目标的侦察等。
2.空间站空间站在军事上可以作空间指挥所和空间驻军的基地,也可以作为其他航天器停靠的"码头",还可以作为战略武器的空间发射台。
3.航天飞机航天飞机在军事上有巨大的应用潜力。
如:发射、维修和回收军用卫星;执行反卫星任务;对地面目标侦察、照相和探测;空间武器的发射平台;战时的空间预备指挥所;作为地球与空间之间的"运输车"等。
(三)航天作战系统航天作战系统是指利用各种类型的反卫星武器攻击、摧毁敌方的航天器,或利用航天器上载有的定向能武器、动能武器攻击、摧毁敌方陆地、海洋与空中的目标。
机载Ku、Ka频段卫星通信系统综述
机载Ku、Ka频段卫星通信系统综述
艾文光1,赵大勇2,邓 军2
(1.中国电子科技集团公司第39研究所,陕西西安710065;2.空军装备研究院通信导航与指挥自动化研究所,北京100085) 摘要叙述了Ku频段和l(a频段机载卫星通信系统的国内外发展现状,列举了几个典型的卫星通信系统技术指
标,并简述了研制杌载卫星通信系统应注意的事项和技术途径,其中包括选择天线系统形式,合理分配系统指标,消 除多普勒效应的影响等。
表l 全球鹰无人飞机上的通信链路
收稿日期:201l一09.22
作者简介:艾文光(197l一),男,硕士,高级工程师。研究方
向:机载卫星通信系统,伺服控制技术。赵大勇(197仁),男,
博士,高级工程师。研究方向:航空电子设备研制和系统集成。 邓军(1982~),男,硕士,工程师。研究方向:信息处理。
民用应用如ORBIT公司AL一1614机载通信系 统‘4|,在空客A340—600飞机上进行了测试,符合 RTCA一160D适航要求,天线直径为O.37 m,主要技术 指标如表2所示,组成框图及外观如图2所示。
that deserve our
attention and some technical approaches in the development of airborne satellite communications systems,including
choosing the form of antenna system,reasonably allocating system indicators,and eliminating the impact of the
3 发展展望
目前我国尚未规划专门用于移动载体通信用的卫 星通信的频段【l 2|,也没有专用于移动卫星通信的卫 星,因此目前移动卫星通信利用于固定卫星业务的现 有卫星是唯一选择。由于Ku频段或Ka频段频率相 对频率较高、相同速率情况下具有天线口径小、信息速 率高、抗干扰能力强等优点,因此,机载卫星移动通信 系统宜使用Ku频段或Ka频段频率。
卫星通信系统概述
卫星通信系统概述
卫星通信系统是指利用卫星进行通信的一种系统。
卫星通信系统利用
地球上的通信站与卫星进行通信,再通过卫星之间的通信连接实现全球范
围内的通信。
它具有广泛的覆盖范围、高可靠性和持续连接的特点,是现
代通信领域的重要组成部分。
卫星通信系统由地面控制站、卫星及通信设备组成。
地面控制站负责
管理整个系统,并通过射频系统与卫星进行通信。
卫星作为通信中继器,
负责接收、放大和转发信号。
通信设备包括地球站、航天器和卫星地面站,用于连接用户和卫星。
1.广域覆盖能力:卫星通信系统通过卫星之间的通信连接,可以实现
全球范围内的通信覆盖,即使在边远地区也能进行通信。
2.高可靠性:由于卫星通信系统具有多点接入的特点,即使一些通信
节点故障,通信仍然可以通过其他节点进行。
3.持续连接:卫星通信系统可以提供持续的通信连接,不受地理位置
和时间的限制,方便用户进行长时间的通信。
4.大容量传输:卫星通信系统具有较大的带宽和传输速率,可以同时
传输多个通道和大量的数据。
5.灵活性:卫星通信系统可以根据需求进行调整和扩展,适用于不同
规模和需求的通信应用。
然而,卫星通信系统也存在一些挑战和限制:
1.高成本:卫星通信系统的建设和运营成本较高,包括卫星的制造和
发射、地面控制站的建设和维护等。
2.延迟问题:由于信号需要经过地面站、卫星和地面站的传输,卫星通信系统存在一定的信号传输延迟,不适用于实时性要求较高的应用。
3.天气影响:卫星通信系统受天气条件的影响较大,特别是在恶劣天气下,如暴风雨或大雪,信号传输可能会受到干扰或中断。
卫星通信系统
低地球轨道
卫星高度较低,适用于对地观测、短报文通 信等应用。
高椭圆轨道
卫星运行轨道呈高度椭圆状,适用于侦察、 导弹预警等应用。
通信链路
射频链路
负责传输信号,包括上行链路(地面站到卫星)和下行链路(卫星到地面站) 。
信令链路
负责控制和管理信号传输,确保通信过程的正常进行。
固定安装在地面上,提供稳定 的通信服务。
移动地面站
安装在车辆、船舶或飞机上, 实现移动通信。
个人地面站
便携式地面站,便于个人随身 携带和使用。
网关地面站
负责将卫星信号接入传统通信 网络,实现卫星与地面网络的
互联互通。
空间段
地球同步轨道
卫星运行与地球自转同步,覆盖范围广,适 用于通信、气象等应用。
中地球轨道
卫星定位服务
利用卫星信号提供定位服务,广泛应用于导航、物流等领域。
互联网接入
卫星宽带
通过卫星为偏远地区和海洋区域提供 互联网接入服务,满足用户上网需求 。
卫星数据中继
为飞机、船舶等移动平台提供数据中 继服务,保障实时通信。
军事通信
战略通信
为军事战略指挥提供可靠的通信保障,确保信息传递的准确性和及时性。
星上处理与星间通信
要点一
总结词
未来的卫星通信系统将更加依赖星上处理和星间通信技术 ,以提高系统的灵活性和可靠性。
要点二
详细描述
星上处理技术将数据处理的任务从地面站转移到了卫星上 ,使得卫星能够实时处理和转发数据,减少了地面站的压 力。星间通信技术则通过卫星之间的直接通信,实现了更 加灵活的路由和更高的数据传输效率。
启了卫星通信的历史。
卫星通信系统概述-文档资料
15
1.4 卫星通信的特点
卫星移动通信和地面移动通信的关系: 卫星移动通信系统能扩大地面移动通信的地理
和业务覆盖范围,除提供常规的移动通信业务 外,还可向空中、海面和复杂地理结构的地面 区域的各类移动用户提供服务。 从应用来讲,地面移动通信网主要集中在高业 务量的应用环境,而卫星移动通信系统最适合 于低业务量地区、航海、航空及地面网欠发达 地区的应用环境,并且在地面网络过载或发生 故障时作为其迂回网络。
换言之,卫星通信是在地球站上,包
括地面、水面和大气层中的无线电通信站 之间,利用人造卫星作为中继站进行的通 信。
卫星通信是个人通信网的组成部分,
是地面通信网的补充。
2
1.1 卫星轨道
假设地球是质量均匀分布的圆球体,忽略 太阳、月球和其它行星的引力作用,卫星运动 服从开普勒(Kepler)三大定律。
(8)现有卫星通信系统为适应新技术发展和系统对容量的 更大要求形成了新的演变方案,如Iridium系统将其运行 的卫星数目从66颗增加至96颗。
(9)天地网络不断融合。卫星通信与有线电视、宽带互联 网、移动互联网等融合。
(10)新技术广泛应用。如星上交换与处理、多波速天线等。
24
附录:通信卫星的分类
300~3000吉赫(GHz)
10
1.3 卫星通信的工根作据IE频EE段521-2002标准,L
<<<<1223>>>>频段综LSCX工。合作具上频 频 频 频:体述段段段段地要::::说求1468,,.///6247目应/1GGG前将.HHH5zzz大卫雷Z也波电导频卫采K句K通3是时和为的电是段范即展7率频比EGi0aa多星.g达使段波航带星用话常HI7用又高1无视M指。围英的代波R受段较KBz5m数的主等用是波系,地,说用KPH作是频线领aeC据频而则语”表段甚特国。大XG~波较e波卫z工要波。这指段统在面且,于电航(电域1波I~H、率在为中着也高高际,KE用用用。段d大段星作3应段个频。等卫站一z该卫u台空波。HE段现无在某7的被Km频频有多0,于于于的,波(通频EF~用,0范率可。星应直的波星1及和,特通,在线8些“称((关采1)上MMMM8V频加段5信段~:是1围在被电用被正段通电航常高常频~广路场e作2HUH法用SSS1不.行率上卫2系选x1中频SSS1的用2视中广上直信FHz视海用频的率泛由合37律赋t-同频,,,~的G)范K星e2F统G在0G继率是频于广,泛方接。2台 的于 主下为使n、中0H)保 形/u的率GGG频HH围2单是微0d、4GD指率播该使(高波z广沟移要行3EEE0用无,zK是z护波2是~为e段。为AH转0选的波OOO)卫标频。和频用于段8d-G播通动用频,的线X0指,束aBz,7卫卫卫。XG”2发K择无频~H星的b波准带各段。K接.,频通于、率,7波蓝鼠9波H覆13电u星星星o多z器波~线在段~通无2段,0类首收波波z同道信短卫为表v段牙标长4盖离8~0测测测数的e功段电以或信0线的X小先.天段10段。和途星7示中、)等4范,G控控控一,波8M.率。波下特、频2型被线,的G广通“G的H围卫H。。。5段换段一波频高H率Hz效频~播信扩zX星。zz般,,
美国军事卫星通信系统
先进极高频(AEHF)卫星系统 卫星系统 先进极高频
作为美军第三代军事通讯卫星, 作为美军第三代军事通讯卫星,“先进 美军第三代军事通讯卫星 极高频通讯卫星” 采用星间链路(不同 极高频通讯卫星”(AEHF)采用星间链路 不同 采用星间链路 在轨卫星间的互联)技术 星上处理技术等, 技术、 在轨卫星间的互联 技术、星上处理技术等, 能根据用户优先级别来提供点对点通信以及 网络服务。该系统有非常强的战场生存能力, 网络服务。该系统有非常强的战场生存能力, 即便在地面控制站被破坏后, 即便在地面控制站被破坏后,整个系统仍能 自主工作半年以上。 自主工作半年以上。
4.全球广播业务系统 .
全球广播业务(GBS)系统是美国防部根据 全球广播业务 系统是美国防部根据 未来信息战的需求, 未来信息战的需求,在商用卫星直播业务的 基础上发展起来的军用信息传输业务。 基础上发展起来的军用信息传输业务。它可 为广大军事用户提供多媒体信息(诸如图像 诸如图像、 为广大军事用户提供多媒体信息 诸如图像、 地图、气象数据、 地图、气象数据、后勤供应和空中飞行管制 的连续、 等)的连续、高速和单向传输。从1995年底计 的连续 高速和单向传输。 年底计 划出台至今,美军方一直十分重视, 划出台至今,美军方一直十分重视,其计划 实施进度很快。 实施进度很快。
2.国防卫星通信系统 .
国防卫星通信系统 以超高频通信为主 国防卫星通信系统3以超高频通信为主, 卫星通信系统 以超高频通信为主, 颗卫星每颗星的通信总容量为100兆比/ 兆比/ 前10颗卫星每颗星的通信总容量为 颗卫星每颗星的通信总容量为 兆比 在最后4颗卫星上增加了特高频 颗卫星上增加了特高频(UHF)通 秒,在最后 颗卫星上增加了特高频 通 信的比重。 信的比重。后4颗卫星属于军方寿命延长 颗卫星属于军方寿命延长 (SLEP)改进项目,使用超高频进行通信,每颗 改进项目, 改进项目 使用超高频进行通信, 星的通信总容量为200兆比/秒,卫星参数见 兆比/ 星的通信总容量为 兆比 表3。 。
卫星通信技术的名词解释_详细描述_优势和不足
卫星通信技术的名词解释_详细描述_优势和不足卫星通信技术的名词解释卫星通信技术(Satellite communication technology)是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。
自20世纪90年代以来,卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。
卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点,被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。
卫星通信技术的详细描述卫星通信系统是由通信卫星和经该卫星连通的地球站两部分组成。
静止通信卫星是目前全球卫星通信系统中最常用的星体,是将通信卫星发射到赤道上空 35860 公里的高度上,使卫星运转方向与地球自转方向一致,并使卫星的运转周期正好等于地球的自转周期( 24 小时),从而使卫星始终保持同步运行状态。
故静止卫星也称为同步卫星。
静止卫星天线波束最大覆盖面可以达到大于地球表面总面积的三分之一。
因此,在静止轨道上,只要等间隔地放置三颗通信卫星,其天线波束就能基本上覆盖整个地球(除两极地区外),实现全球范围的通信。
当前使用的国际通信卫星系统,就是按照上述原理建立起来的,三颗卫星分别位于大西洋、太平洋和印度洋上空。
与其它通信手段相比,卫星通信具有许多优点:一是电波覆盖面积大,通信距离远,可实现多址通信。
在卫星波束覆盖区内一跳的通信距离最远为 18000 公里。
覆盖区内的用户都可通过通信卫星实现多址联接,进行即时通信。
二是传输频带宽,通信容量大。
卫星通信一般使用1~10 千兆赫的微波波段,有很宽的频率范围,可在两点间提供几百、几千甚至上万条话路,提供每秒几十兆比特甚至每秒一百多兆比特的中高速数据通道,还可传输好几路电视。
三是通信稳定性好、质量高。
卫星链路大部分是在大气层以上的宇宙空间,属恒参信道,传输损耗小,电波传播稳定,不受通信两点间的各种自然环境和人为因素的影响,即便是在发生磁爆或核爆的情况下,也能维持正常通信。
卫星通信相关系统和业务介绍
卫星通信相关系统和业务介绍卫星通信技术是一种基于卫星运行轨道的无线通信系统,通过卫星与地面通信站点之间的互相连接,实现信息的传输和通信服务。
本文将介绍卫星通信的相关系统和业务,以便读者对该技术有更全面的了解。
一、卫星通信系统概述卫星通信系统主要由三个组成部分构成:卫星、地面站和用户终端。
卫星作为通信载体,负责接收、放大和转发信号;地面站用于与卫星进行通信的控制和管理;用户终端则是通信的使用者,包括移动终端、固定终端等。
卫星通信系统根据通信链路的不同,可分为地球-卫星通信和卫星-卫星通信两种模式。
地球-卫星通信是指地面站与卫星之间的通信,而卫星-卫星通信则是指卫星之间的通信。
这两种模式在实际应用中有不同的应用场景和技术要求。
二、卫星通信系统分类根据卫星的轨道类型,卫星通信系统可分为地球同步卫星通信系统和非地球同步卫星通信系统两种类型。
1. 地球同步卫星通信系统地球同步卫星通信系统(Geostationary Earth Orbit,GEO)是最常见的卫星通信系统之一。
该系统的卫星通信卫星在赤道上空的约3.6万公里的轨道上运行,速度与地球自转周期一致,形成一个固定的位置,从而能够覆盖一个固定的地面区域。
常见的GEO卫星通信系统包括国际通信卫星(Intelsat)和亚太通信卫星(APSTAR)等。
2. 非地球同步卫星通信系统非地球同步卫星通信系统(Non-Geostationary Orbit,NGSO)是指卫星通信卫星在距离地球较近的轨道上运行,包括低轨卫星、中轨卫星和高轨卫星等。
NGSO卫星通信系统的特点是延迟低、覆盖面广,适用于提供全球性的通信服务。
著名的非地球同步卫星通信系统有众星通信(Iridium)和全球星(Globalstar)等。
三、卫星通信业务介绍卫星通信技术的应用已经渗透到了生活的各个领域。
以下将介绍卫星通信在军事、航天、海洋、航空和广播电视等方面的应用。
1. 军事通信卫星通信在军事领域中扮演着重要的角色。
美军在伊拉克战争中的使用主要卫星简介
∙∙美军在伊拉克战争中的使用主要卫星简介一、侦察卫星侦察卫星通过可见光、红外和合成孔径雷达等手段对地面进行照相侦察,可提供伊拉克国家领导人驻留地点、重点军事设施布防情况和大规模杀伤性武器及生化武器的部署情况,监视战区军事态势的发展。
电子侦察卫星主要用于截获伊方雷达、通信、遥测等系统的传输信号,从而探明伊方重要领导人物和指挥控制中心的位置,辨识伊方军用电子系统的性质、位置和活动情况,并通过对所得情报的分析进一步揭示伊方军队的调动、部署乃至战略意图。
在对伊战争中,侦察监视卫星提供的情报对于了解战场情况、确定打击目标、提高打击精确性和准确评估打击效果起着重要的作用。
1. 成像侦察卫星(1) KH-12侦察卫星KH-12卫星是1990午2月28日开始发射的,至今已经发射了4颗。
它能以与“哈勃”空间望远镜一样的方式成像,即其光学系统的相机采用了当今尖端的自适应光学成像技术制成,可在计算机控制下随视场环境灵活地改变主透镜表面曲率,从而有效地补偿因大气造成的畸变影响,使分辨率达到0.1m。
卫星上的红外相机可发现地面伪装物、飞机发动机和大烟囱等有热源的目标。
卫星上的高级“水晶”测量系统(ICMS)可使数据以网格标记传输。
卫星还装有雷达高度计和其他用于测量地形高度的传感器。
3颗KH-12卫星运行在270~1000km的轨道上。
KH-12燃料用完后可由航天飞机进行在轨加注,因而该星的机动变轨能力极强,具有无限制的轨道机动能力。
KH-12卫星的设计寿命为8年。
KH-12卫星的光学系统在KH-11的基础上,增加了热红外谱段,能探测伪装和埋置结构目标,对地下核爆炸或其他地下设施进行监测,探知导弹和航天器的发射,分辨出目标区内哪些工厂开工,哪些工厂关闭等。
由于使用了更先进的技术,所以KH-12的分辨率达0.1m。
星上装有一台潜望镜式的旋转透镜,能把图像反射到主镜上,因而卫星在大倾角的条件下也能成像。
它还采取了防核效应加固手段和防激光武器攻击的保护措施,并增装了防碰撞探测器。
卫星移动通信系统简介
卫星移动通信系统简介卫星移动通信系统简介一、引言卫星移动通信系统是一种通过卫星进行无线信号传输的通信系统。
它可以实现全球范围内的移动通信,为人们提供全天候、全球覆盖的通信服务。
本文将对卫星移动通信系统的原理、组成部分、应用领域及发展前景进行详细介绍。
二、卫星移动通信系统原理卫星移动通信系统的原理是利用地球上的地面站和卫星之间进行无线信号传输。
用户在地球上通过移动终端设备发送信号到地面站,然后地面站通过卫星将信号传输到目标地区的地面站,再由地面站传输到目标地区的移动终端设备。
整个过程中的信号传输都是通过无线电波进行的。
三、卫星移动通信系统组成部分1.地面站:地面站是卫星移动通信系统的核心部分,它主要负责与卫星进行通信,包括接收地面用户设备发送的信号、对信号进行处理和调制以及向卫星发送信号等。
地面站通常由天线、收发器、调制解调器等设备组成。
2.卫星:卫星是卫星移动通信系统的关键组成部分,它主要负责信号的中转和传输。
卫星上装有接收地面站信号的天线和将信号传输到目标地区的天线。
卫星上还配有转发器和信号处理器等设备,用于接收和处理信号。
3.移动终端设备:移动终端设备指用户使用的移动通信设备,如方式、平板电脑等。
移动终端设备用于与地面站进行通信,通过地面站和卫星完成信号传输。
四、卫星移动通信系统应用领域卫星移动通信系统在以下领域有广泛应用:1.军事通信:卫星移动通信系统可为军队提供远程通信和指挥控制服务,实现战场上的实时信息传输。
2.灾害应急通信:在自然灾害发生时,地面通信基础设施可能受到破坏,卫星移动通信系统可以提供临时的通信服务,帮助救援人员组织救援行动。
3.航空和海上通信:卫星移动通信系统可以为航空器和船只提供通信服务,实现航空和海上安全和导航等功能。
4.偏远地区通信:卫星移动通信系统可以弥补偏远地区通信基础设施不完善的不足,为人们提供稳定的通信服务。
5.移动互联网:卫星移动通信系统可以为移动互联网提供支持,为用户提供全球范围内的高速数据传输服务。
卫星通信系统的设计与综合分析
卫星通信系统的设计与综合分析一、引言卫星通信是一种通过卫星作为信息传递媒介实现通信的技术。
随着卫星技术的发展,卫星通信系统已经被广泛应用于军事、民用、商业等领域。
卫星通信系统的设计和综合分析是该技术发展过程中非常重要的一个环节。
本文将就卫星通信系统的设计和综合分析进行深入探讨。
二、卫星通信系统的设计卫星通信系统的设计包括系统架构设计、卫星及地面设备的选型设计、信号的调制与解调、误码率控制、天线设计等方面。
1. 系统架构设计系统架构设计是卫星通信系统集成设计中的重要环节。
在系统架构设计中,要确定卫星通信系统的整体结构,包括系统功能要求、卫星的功能、地面系统的功能、卫星与地面系统之间以及地面系统之间的通信链路等。
2. 卫星及地面设备的选型设计卫星通信系统中的卫星与地面设备是系统构成要素之一,其选型设计包括对卫星的选择、设计与制造、地面站的设备选择、设计与制造、电子元器件的选择、电源系统设计与制造等方面。
3. 信号的调制与解调信号的调制与解调是卫星通信系统中的重要技术环节,它是卫星通信系统中信号的处理过程。
卫星通信系统中的信号具有不同的频率和带宽,通过调制技术将信号编码并发送至卫星,卫星再将信号转发到地面站。
地面站接收到信号后,经过解调技术将信号重新还原为原始信号。
4. 误码率控制误码率控制是卫星通信系统中的重要环节,它是卫星通信质量保证的重要手段。
在卫星通信系统中,提高信号的质量,降低信号的误码率是非常重要的。
误码率控制包括信号发射端的误码率控制、信号接收端误码率控制等方面。
5. 天线设计天线是卫星通信系统中重要的组成部分,它扮演着信号转换、辐射、接收和保护的重要角色。
天线设计包括天线结构、天线材料、天线阻抗、天线指向、波束宽度等方面要素的选取和设计。
三、卫星通信系统的综合分析卫星通信系统的综合分析包括系统质量设计、系统可靠性分析、系统安全性分析、系统性能分析等方面。
1. 系统质量设计系统质量设计是卫星通信系统设计的重要环节。
美国军事卫星通信系统
美国军事卫星通信系统美国的军事卫星通信系统是世界上最先进、最有持续性的通信系统,不但技术先进,而且整体规划合理。
美国军事卫星通信系统可以由时间上划分为两部分,一部分是现有运行的系统:另一部分是计划中的系统,这部分属于美军卫星通信转型。
现有系统之间互有分工,各负其职;计划中的系统技术更为先进,将进一步提高战场连通能力;现有系统和计划中的系统之间更替有序。
了解美军卫星通信系统对我军通信系统的规划和设计有很大的借鉴意一、现有系统1.军事星军事星(Milstar)是美国军事战略战术中继卫星系统的简称,是一种极高频军用卫星通信系统,具有抗核加固能力和自主控制能力。
其抗干扰能力强,安全性和顽存性好,代表了当前军事通信的世界最高水平,能够满足战略和战术通信的需要。
军事星于20世纪80年代启动,共有两代,即军事星1(第一代军事星)和军事星2(第二代军事星)。
军事星星座由5颗卫星组成,其中有2颗军事星1和3颗军事星2,2003年该星座全部部署完毕。
两代军事星都服务于战略和战术通信,但军事星1有抗核加固能力,以战略通信为主;军事星2没有抗核加固能力,以战术通信为主。
其后续计划是先进极高频(AEHF)卫星系统。
军事星的有效载荷主要有低数据率(LDR)有效载荷、中数据率(MDR)有效载荷和星间交叉链路有效载荷。
其中,军事星1携带了低数据率和交叉链路有效载荷,而军事星2携带了低数据率、中数据率和交叉链路有效载荷(见表1和表2)。
军事星1和军事星2在低数据率通信和交叉链路上能够充分实现互操作。
军事星携带了交叉链路有效载荷,卫星无需经过地面站中转就可直接互连。
这样,地面终端发送和接收的信息可以由系统中其它卫星中继,并且有可能重选路由。
在发生核战争,地面控制系统无法工作的情况下,军事星仍可工作长达6个月。
2.国防卫星通信系统国防卫星通信系统(DSCS)是一个提供超高频(SHF)宽带和抗干扰通信的通信系统。
国防卫星通信系统共发展了3代,现在在轨运行的是国防卫星通信系统3。
俄军卫星通信系统简介
俄罗斯俄罗斯卫星通信起步早,拥有多个卫星通信系统,陆海空三军都装备有卫星通信终端,但是数字化水平低,功率小,数据传输速率低,其能力远低于美国等西方发达国家的卫星通信系统。
目前在轨的通信卫星包括:6颗箭-3卫星,4颗信使-D 卫星,l颗Rodnik卫星,3颗闪电卫星,1颗子午线卫星,3 颗彩虹卫星,1颗急流卫星。
根据运行轨道的不同,俄罗斯的军事通信卫星分为3种类型:中低轨道的“箭-3”卫星、大椭圆轨道的“闪电”系列卫星和地球同步轨道的“彩虹”系列卫星。
“箭-3”卫星为战术通信卫星,主要用于在外围站点和中心站点之间传输电报信息。
工作在彼此间隔90度的两个轨道面上,每个轨道面可部署8-12颗卫星,轨道高度为1400-1420千米,轨道倾角825度,返回周期约115分钟,卫星重量约200千克,在轨寿命l年左右。
“闪电”系列卫星和地球同步轨道的“彩虹”系列卫星主要用于执行战略通信任务。
当前俄罗斯正在使用的“闪电”系列卫星主要有2种型号,即“闪电-1T”,和“闪电-3”。
“闪电一3”由部署在8个轨道面上的16颗卫星组成的完整星座,卫星重量为1700千克,设计寿命为2-3年,星上有3台转发器,一台工作两台备用,可传一路电视或200路电话,供空军机动部队和海军舰队通信用。
2006 年,新一代“子午线”卫星将逐步替代目前正在使用的“闪电-IT”和“闪电-3”,其轨道倾角为6283度,功率为3000瓦,运行周期727分钟,使用寿命为7年,采用封闭式平台,2009年构成一个由4颗“子午线”卫星组成的星座,在性能上已经有明显提高。
“彩虹”卫星重量为2000千克,设计寿命为3年,电源功率为1250瓦;3个转发器(分别为L频段、C频段、X频段),上行频率为57-62GHz,下行线频率为34-38GHz。
“彩虹”上装有817GHz转发器用于军事通信,给军事指挥和控制提供可靠的通信能力。
“急流”中继卫星系统,主要用于“涅曼河”光电传输型侦察卫星获取的数据。
美国“先进极高频”军用通信卫星系统现状及其应用
美国“先进极高频”军用通信卫星系统现状及其应用崔潇潇 钟江山 赵炜渝 魏晨曦 胡旖旎(北京跟踪与通信技术研究所)军用卫星通信具有覆盖范围广、容量大等优点,能更好地满足战场信息传输需求。
美国拥有先进的军用卫星通信技术,建造了一些典型的军用卫星通信系统,并应用于战场信息传递,为指挥机关的实时决策提供依据。
为了在军事对抗中保持优势,近年来,美国不断发展新技术,在信息对抗中始终处于主导地位。
现阶段,美军重点发展的新一代军用卫星通信受保护系统是“先进极高频”(AEHF)卫星通信系统。
1 AEHF卫星系统部署美国军用通信卫星分为宽带、受保护和窄带三类。
宽带军用通信卫星系统强调大容量;受保护军用通信卫星系统着重抗干扰、保密及核生存能力;窄带军用通信卫星系统则重点支持需要话音或低速率通信的用户,以及移动用户和小型终端的用户。
在受保护军用通信卫星系统方面,美国先是陆续发射了6颗“军事星”(Milstar)卫星,这是世界上首颗采用数字处理和调频技术的卫星,抗摧毁和生存能力强。
前2颗为第一代“军事星”,采用了抗核加固、抗干扰和极高频(EHF)等技术,具备在核战争条件下的生存能力。
后4颗为第二代“军事星”,放弃了核加固能力,以降低制造费用和难度,但在第一代“军事星”192条低速率信道的基础上增加了32条1.5Mbit/s的中速率信道,以适应当前战术用户的需求;还增加了自适应调零天线,具有很高的灵活性和抗干扰、防截获、防侦收能力。
从2010年起,美军开始逐步用AEHF替换“军事星”。
AEHF由洛马公司(LM)研制,是受保护系列军用通信卫星的第三代,又称为第三代“军事星”。
该系统由6颗军用通信卫星组成,用来取代第二代“军事星”系统,可提供EHF范围的上行链路/交叉链AEHF-2由宇宙神-5火箭发射升空(来源:ULA)测试中的AEHF-4(来源:Lockheed Martin)BPT-4000霍尔效应推进器波音公司FAB-T终端6颗AEHF卫星之间利用“卡塞格伦”(Cassegrain)星间链路天线实现通信。
信息化国防与军事卫星通信技术
信息化国防与军事卫星通信技术随着科技的迅猛发展,信息化国防成为现代军事建设的重要组成部分。
而军事卫星通信技术作为信息化国防的核心技术之一,扮演着不可或缺的角色。
本文将从信息化国防的概念出发,探讨军事卫星通信技术的应用与发展。
一、信息化国防的概念信息化国防是指通过信息技术手段来实现军事指挥、军队建设和军事作战的现代化。
信息化国防的目标是提高军队的战略决策和战斗力,使军队能够在信息化条件下应对各种威胁和挑战。
信息化国防强调信息的获取、传输、存储和运算,并将其应用于军事情报、指挥控制、武器装备以及后勤支撑等领域。
二、军事卫星通信技术的应用1. 军事通信保障军事卫星通信技术能够提供广域覆盖的通信能力,填补传统通信手段的空白,保障军队的通信需求。
通过卫星通信,军队能够实现远距离、高速率、保密性强的通信,确保指挥员和作战人员之间的实时沟通,提升作战效能。
2. 战场情报获取军事卫星通信技术可以实现远程战场情报的获取,通过卫星上搭载的传感器,获取地面、海洋、空中等多维度的情报数据。
这些数据可以帮助军方作出更准确的战略决策,并为作战指挥提供准确的情报支持。
3. 精确导航与定位卫星导航系统是军事卫星通信技术的重要应用之一。
利用卫星导航系统,军队可以实现精确的定位和导航,提高作战装备和人员的精确度。
在复杂地形和恶劣气候条件下,卫星导航系统可以保证军队的准确行进和兵力调度,提高作战成功率。
三、军事卫星通信技术的发展随着科技的快速进步,军事卫星通信技术也在不断发展。
主要表现在以下几个方面:1. 卫星数量不断增加为了满足军事通信需求,各国纷纷增加军事卫星的数量。
卫星的数量增加,将大大提升通信能力和情报获取能力,同时也提高了卫星通信系统的可靠性和稳定性。
2. 技术上的突破军事卫星通信技术在传输速率、保密性、抗干扰能力等方面不断进行技术上的突破。
比如,应用光纤通信技术可以提高传输速率和抗干扰能力;应用加密技术可以提高通信的保密性,防止信息泄露。
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GHz ;下行频率为 20 . 2~21 . 2 GHz 。 星间链路 :60 GHz (双向) 。 (6) 采用硬限幅 、软限幅及智能自动增益控制技术
( Smart A GC) 。 硬限幅和软限幅是透明式转发器最常用的抗干扰
措施之一 ,它的主要缺点是在限幅过程中由于非线性 的作用 ,会产生强信号抑制小信号的作用 ,使信噪比下 降 ,最大可达 6dB 。
下行 链 路 : 超 高 频 ( S H F ) 频 段 为 20 . 2 ~ 21 . 2 GHz ;特高频 ( U H F) 频段为 243 . 588~269 . 975 M Hz 。
星间链路 : 60 GHz (双向) ,且与 LDR/ MDR 负载 兼容 ;上行链路采用频分多址 ( FDMA) 和全频带跳频 ; 下行链路采用时分多址 ( TDMA) 和快速跳频 。
LDR 有效载荷通过 9 副 E H F 接收天线接收上行 的用户信号 ,上行信号经解调后可以按星上处理机所 选择的路由到达指令的目的地 ,也可以通过交叉链路 有效载荷接收来自星座中其它“军事星”的数据 ,也就 是说接收到的用户数据可经路由器选择到达星上的目 的地 ,或到 5 副下行链路天线之一 ,或到交叉链路与其 它“军事星”连接 。由 S H F 下行链路分系统进行调制 , 并通过下行链路天线发送信号 。U H F 分系统可提供 互操作的 U H F 通信和舰队广播信道 。
关键词 : 军事星 ;卫星通信 ;安全防护 ;抗干扰 中图分类号 : TN927 + . 2 文献标识码 : A
1 引言
截至 2003 年 4 月 8 日 ,美国共发射了 5 颗“军事 星”通信卫星 ,其中 1 颗失效 ,目前在轨运行的有 4 颗 (2 颗“BL OC K - Ⅰ”和 2 颗“BL OC K - Ⅱ”) 卫星 ,分 别位于东 、西太平洋 、大西洋和印度洋上空 ,还缺 1 颗 备用卫星 。
Smart A GC 是一种自适应包络限幅电路 ,当上行链 路无干扰时 ,转发器工作在线性区 ;当转发器上行链路 受到强干扰时 ,使放大器的线性工作区右移 ,干扰信号 工作在零区而被消除 ,而叠加在强干扰信号上的小信号 被放大 ,从而使信噪比比采用硬 、软限幅时得到改善。
(7) 采用抗辐射加固措施 。 最初的计划是在静止轨道上部署 4 颗“军事星”, 在极轨道上部署 3 颗“军事星”。这些卫星不但具有很 强的抗干扰能力和保密性 ,而且具有抗核爆炸的抗辐 射加固措施 。但是 ,由于防护技术过于复杂 ,研制经费 太高 ,一颗“M IL S TA R2 Ⅰ”星的经费就达 17 亿美元 。 1990 年美国国会要求国防部削减经费 , 重新评定 “M IL S TA R2 Ⅰ”计 划 。1992 年 重 新 批 准 了“M IL2 S TA R2 Ⅱ”计划 ,取消了极轨道上的 3 颗“军事星”,扩 大了战术应用方面的实用性 。虽然第二代“军事星” (Block2 Ⅱ) 取消了核加固措施 ,但是增加了 32 个信道 的 44/ 20 GHz MDR 有效载荷 ,并且保留了第一代“军 事星”(Block2 Ⅰ) LDR 有效载荷的能力 。星上增加了
52
航天电子对抗
2005 (3)
49 . 8/ 55 dB W 。 (3) L GT (A SCAM P) 通信终端 L GT (A SCAM P) 是一种先进的抗干扰背负式终
端 ,供特种部队及紧急状态下的通信使用 ,其 EIRP 值 为 48 dB W , G/ T 值为 13 dB/ K。
3 “军事星”的安全防护措施
(1)
式中 ,W s 为扩频带宽 ; Rb 为信息速率 ; Eb 为码元的能
量 ; No 为噪声功率密度 ; [ W s/ Rb ] 为扩频处理增益 ;
[ Eb/ N o ]为所要求的码元能量与噪声功率密度之比 。
(3) 采用星上处理与 E H F/ U H F 交链抗干扰技
术 ,提高了卫星的智能化和自动化水平 。
收稿日期 : 2004 - 12 - 02 作者简介 :郑同良 (1935 - ) ,男 ,研究员 ,长期从事电子对抗方面的 研究 。
通信和跟踪链路 :1811 . 768M Hz ;1815 . 722M Hz 。 遥测和跟踪链路 :2262 . 5 M Hz ;2267 . 5M Hz 。 “军事星”卫星通信系统有效载荷分两个部分 :低 数据率 (LDR) 和中数据率 ( MDR) 有效载荷 。LDR 有 效载荷有 192 个信道 ,数据率为 0 . 5Mb/ s ,每个信道 为 2. 4kb/ s ;MDR 有效载荷有 32 个信道 ,数据率为 48Mb/ s ,每个信道为 1 . 544Mb/ s 。“军事星”卫星通信 系统有 50 个 E H F 转发器 ,1 个 U H F 转发器 , MDR 通道转发器的输出功率为 60 W ,LDR 通信转发器的输 出功率为 25 W 。 LDR 有效载荷 :有 1 条上行/ 下行全球覆盖波束 ; 有 5 条上行链路/ 1 条下行链路捷变波束 ; 有 2 条上 行/ 下行窄点波束 ;有 1 条上行/ 下行宽点波束 。 MDR 有效载荷 :有 2 条上行调零波束/ 2 条下行 重合波束 ;有 6 条上行/ 下行点波束 。 “军事星”卫星通信终端有 3 种 : (1) SMA R T2T 通信终端 SMA R T2T 是供陆军使用的车载式通信终端 ,是 一种保密 、抗干扰 、高可靠性的多通道战术终端 。它的 主要性能指标如下 : 天线直径 D = 1 . 37 m ;上行频率 44 GHz ,下行频率 20 GHz ; LDR 接 口 : 75 ~ 2400b/ s , 4 条 ; MDR 接 口 : 1 . 54Mb/ s ,4 条 。 (2) SCAM P 通信终端 SCAM P 是一种 LDR 单信道抗干扰背负式终端 , 用于侦察分队和特种部队 ,提供话音 、数据和电传通 信 ,其主要性能指标如下 : 天线直径 D = 60 . 96cm ;上行频率为 44 . 5 GHz ,下 行频率为 20 . 7 GHz ;数据率为 :75~2400b/ s ;单信道 , 半双 工 ; RF 放 大 器 输 出 功 率 为 : 1. 5/ 5W , EIRP =
增加了 8 副点波段天线 ,其中 2 副为 MDR 调零天线 ,
天线可自动调零 ,消除干扰 。
(2) 采用扩频技术 ,提高“军事星”卫星通信的抗干
扰能力和低截获性能 。
为了改善“军事星”的低截获性能 ,提高系统的抗
干扰能力 ,在“军事星”卫星通信系统中采用了窄带 、宽
带的扩频 、跳频以及多重扩频技术 ,可以在 1M Hz 带
固定业务 (下行)
2400
移动业务 一般
500
移动业务 航空 、航海
5000
移动业务 (上行)
2005 (3)
郑同良 “: 军事星”卫星通信系统综述
53
“军事星”工作频率 : U H F 波段 (转发器) :上行频率为 290~320M Hz ;
下行频率为 240~270M Hz 。 EHF 波段 (转发器) : 上行频率为 43. 5 ~ 45. 5
的天线照射到某一区域 ,当卫星检测到干扰时 ,自动将
干扰方向的点波束关闭 ,从而达到抗干扰的目的 。“军
事星”(M IL S TA R - Ⅱ) 在保持 LDR 有效载荷能力的
同时 ,增加了传输速率为 48 kb/ s~1 . 544Mb/ s 、通信
容量为 32 个信道的 44/ 20 GHz MDR 有效载荷 。星上
8 副点波束天线 (2 副 MDR 调零天线 ,6 副按用户需 要分配业务的天线) 。并且由于工作在 E H F 波段 ,核 爆炸对卫星通信中断的影响较小 “, Block2 Ⅱ星”仍具 有抗核加固的作用 。
宽内进行伪噪声跳频 ,也可以在 1 GHz/ 2 GHz 带宽内
进行伪随机噪声跳频 ,跳频速率可以达到 10000 跳/
秒 ,采用扩频技术可以大大提Fra bibliotek系统的抗干扰能力 ,获
得大于 40dB 的扩频处理增益 ,扩频系统可允许的干
信比 (J / S) 可用下式表示 :
[J / S ] = [ W s / Rb ] - [ Eb/ N o ]
第 21 卷第 3 期
航天电子对抗
51
“军事星”卫星通信系统综述
郑同良 (中国航天科工集团 8511 研究所 ,南京 210007)
摘要 : “军事星”( M IL S TA R) 是美国国防部的新一代军用通信卫星 , 1994 年 2 月至 2003 年 4 月间共发射了 5 颗 ,是美陆 、海 、空三军共用的战略和战术相结合的军事卫星通信系 统 ,具有很强的通信 、抗干扰和生存能力 。介绍了“军事星”卫星通信系统的主要战术技术性 能 、安全防护措施以及发展状况 。