卫星通信系统线路和设计及计算80页PPT

星载单通道单脉冲自跟踪系统设计

星载单通道单脉冲自跟踪系统设计万晓光【摘要】Capturing and tracking for TDRS( Tracking and Data Relay Satellite) is the primary precondition of establishing the data links between satellites. There are more requirements for the automatic tracking system. In view of the narrow beam in Ka-band and the strict requirement of the pint-sized equipment by satellites,an autotracking system design for satellites is proposed with single-channel monopulse method. In the design,autotracking signals can be obtained by the TE21-mode feed of antenna. The signals are modulated and combined by the microwave front module. Then,error angle can be extracted in the receiver to achieve accurate tracking of the antenna. Link analysis proves that the system design is feasible. The sys-tem prototype is developed and tested. The tracking accuracy in X and Y direction is better than ±0. 05°, which meets the requirement of inter-satellite link.%对中继卫星的捕获跟踪是建立星间数据链路首要前提,星载自跟踪系统有着广泛的应用前景. 针对Ka频段波束窄、星载设备小型化要求高等特点,提出了星载自跟踪系统设计方案. 方案采用单通道单脉冲方式,利用TE21模馈源技术从天线获取自跟踪信号,通过微波前端模块将信号调制、合并为单通道,然后在捕获跟踪接收机中提取误差角度,实现天线角度的精确跟踪. 经过链路分析,证明系统设计有效可行. 根据方案研制出原理样机并进行了试验验证,跟踪精度在X、Y方向优于±0. 05°,满足星间链路跟踪精度要求.【期刊名称】《电讯技术》【年(卷),期】2015(055)010【总页数】4页(P1130-1133)【关键词】中继卫星系统;星间链路;单脉冲自跟踪【作者】万晓光【作者单位】上海航天技术研究院,上海201109【正文语种】中文【中图分类】TN9271 引言中继卫星能有效提高对中低轨卫星的测控、数传覆盖率［1］。

卫星通信系统概述ppt课件

► 通过如下方程计算瞬时卫2星a到rct地an心( 的1距e离tranE)
1e 2
ra(1ecosE)
；.
20
卫星运动规律与轨道参数续16
卫星星下点轨迹 ► 卫星的星下点指卫星－地心连线与地球表面的交点 ► 星下点随时间在地球表面上的变化路径称为星下点轨迹 ► 星下点轨迹是最直接地描述卫星运动规律的方法 ► 由于卫星在空间沿轨道绕地球运行，而地球又在自转，因此卫星运行一圈后，其星下点一般不会再重复前一圈的运行轨迹
►星地距离随轨道高度的增加而增大，静 3
；.
22
卫星运动规律与轨道参数续18
卫星星下点轨迹 ► 一颗轨道高度为13892km，轨道倾角60º，初始位置（0ºE，0ºN）的卫星24小时的星下点轨迹如下图所示
纬度
；.
23
经度
卫星运动规律与轨道参数续19
单颗卫星覆盖特性计算 ► 单颗卫星对地覆盖的几何关系如下图所示
观察点
Re
d星地
；.
27
卫星运动规律与轨道参数续23 单颗卫星覆盖特性计算
► 星地距离
d Re2(hRe)22Re(hRe)cos
► 覆盖区半径=Re2sin2E2hReh2ResinE
XResin
；.
28
卫星运动规律与轨道参数续24
单颗卫星覆盖特性计算 ► 观察点的最小仰角Emin：系统的一个给定指标。根据Emin和卫星轨道高度 h 便可以计算卫星的最大覆盖地心角、最小星下点视角和最大星地传输距离，从而确定卫星的瞬时覆盖区的直径和面积、覆盖区内不同地点的卫星天线辐射增益和边沿覆盖区的最大传输损耗等
Z
地心坐标系
► 地心O为原点 ► X轴指向春分点方向

《卫星通信系统》课件

导弹制导：卫星通信系统可用于导弹的制导和控制系统，提高导弹的命中精度和作战效能。
战略侦察：卫星通信系统能够传输大量的侦察数据和情报信息，为军事决策提供重要支持。
战场指挥：卫星通信系统可实现战场各部队之间的实时通信和信息共享，提高指挥效率和协同作战能力。
民用领域应用
移动通信：卫星通信系统提供全球范围内的移动通信服务，包括海上、空中和陆地上的通信
广播和电视：卫星通信系统用于传输广播电视信号，覆盖范围广，不受地域限制
互联网接入：卫星通信系统提供互联网接入服务，包括家庭和企业用户的宽带接入
应急通信：在自然灾害等紧急情况下，卫星通信系统可以提供可靠的应急通信服务，保障救援工作的顺利进行
商业领域应用
商业通信：卫星通信系统为商业领域提供高效、可靠的通信服务，支持语音、数据、视频等多种通信方式。
汇报人：PPT
Part Five
卫星通信系统关键技术
信号传输技术
调制技术：将基带信号转换为适合传输的调制信号
多路复用技术：提高频谱利用率，实现多路信号同时传输
纠错编码技术：降低误码率，保证传输质量
天线技术：实现信号的高效辐射和接收
信道编码技术
信道编码的基本概念
信道编码的原理
常见的信道编码技术
工作原理简介
卫星通信系统概述
卫星通信系统组成
卫星通信系统工作原理
卫星通信系统特点
特点与优势
特点：覆盖范围广、不受地理条件限制、通信容量大、传输质量稳定优势：适用于远程通信、应急通信、军事通信等领域，可提供话音、数据、图像等多种业务
Part Three
卫星通信系统分类

通信卫星网介绍

中国移动IDR系统示意图
-2008/1２/12-
中国移动通信集团公司网络部
第16页共４５页
卫星网概况介绍（２）
在村通工程中兴建的卫星通信网络。不提供基站互联业务，仅提供两路/四路电话接入服务。
VSAT业务
中国移动VSAT系统示意图
应急通信车为应对突发通信需求而兴建的应急通信车，通过与中心站之间的卫星链路及中国移动光传输网接入归属的 BSC
中国移动通信集团公司网络部
第14页共４５页
目录
1 2
卫星通信原理及系统组成介绍
卫星网概况介绍卫星网维护模式０９年卫星网维护与发展工作思路
3
4
-2008/1２/12-
中国移动通信集团公司网络部
第15页共４５页
卫星网概况介绍（１）
中国移动卫星网自２００２年起开始建设，初期主要是为了解决拉萨－北京传输电路紧张的问题，同时解决５省边远基站的接入，并为三辆应急通信车提供接入服务。目前已在建设卫星网六期工程，卫星网规模将达到8套（1810端设备）主站、1359套远端站。提供的业务主要有以下四种：
“关于明确中国移动卫星通信网主站维护界面和相关维护要求的通知（网通 [2007] 593 号）”、 “关于应急通信车系统主站维护相关问题的通知（网通 [2008] 623 号）”、《卫星网维护管理规程》
直播星公司
卫星网全网的7*24小时监控派单，北京、拉萨主站相关设备的维护，各省边远站的故障处理指导
卫星网的作用
•初期
少量干线业务疏通、部分边远基站覆盖、三辆应急车接入
建设维护思路 •
贯彻“集中化、标准化、信息化、精英化 ”的战略思想 • 建设“三低一高” 的运营模式

卫星总体方案设计 PPT课件

500km（太阳同步圆轨道） 97.4º
94.6min 11:00
CZ-2C、CZ-2D等单独发射
0.0001º/s 0.05º
0.0001º/s 3º/s
小于20s
2020/3/31 第 21 页
卫星总体方案设计
配
总体性能参数确定与分
卫星平台总体方案主要技术指标
(5) 电源系统供电阵输出功率（末期）蓄电池组额定容量
2020/3/31
第6页
卫星总体方案设计
概述
B阶段(详细定义阶段)：详细定义系统和分系统设计细节，产生分系统需求和设计规范，进行关键部件的研制。
完成任务的最佳卫星设计方案是什么？为什么？所包含的风险是什么？实现的计划是什么？成本估算是多少？是否有为确保计划所必需的长周期项目？
2020/3/31
（Conceptual Design）
总
体
设
初步设计
计
（Preliminary Design）
详细设计（Detail Design）
制造
2020/3/31
第5页
卫星总体方案设计
概述
A阶段(可行性论证阶段)：完成概念设计最佳方案的选择、可行性验证、技术解决方法的定义。
要完成任务合理的卫星配置是什么？研制中有什么难点(重大成本、计划和技术问题)？应该做哪些主要的比较研究和分析？花费的成本是多少？需要多长时间？
设计阶段概念设计初步设计详细设计
人员比例 1％ 9％ 90％
2020/3/31 第 15 页
卫星总体方案设计
概述
高度的综合性
—综合考虑设计要求的各个方面，进行不同学科专业间的权衡与协调

卫星通信基本原理课件PPT

目前大多数卫星通信系统选择在下列频段工作：
(1) UHF波段（400/200MHz）；
(2) L波段（1.6/1.5GHz）；
(3) C波段（6.0/4.0GHz）；
(4) X波段（8.0/7.0GHz）；
(5) K 波段（ 14.0/12.0 ； 14.0/11.0 ；
30/20GHz）。
对以卫广星播进方行式跟工踪作测，量便，于控实制现其多准址确联进接入，静组止网轨方道式上灵的活指定位置；
是微波无线电收、发信台（站），用户通过他们接入卫星线路交由通于信作息为、中船继舶的、卫飞星机离的地航面行很数高据，及因军此事经通过信一等次中继转接之后即可进行长距离的通信。
卫即星通通信信卫是星在，地起面无微线波电中继通站信作和用空，间主技体术是的通基信础装上置发，展包起括来一的个。或多个转发器（微波收、发信机）和天线，保障部分星体上的遥测指
监即控通）信卫星，起无线电中继站作用，主体是通信装置，包括一个或多个转发器（微波收、发信机）和天线，保障部分星体上的遥测指
发射设备由令图、1控. 制系统和能源装置等
卫各星卫通星信通是信在系地统面都微有波一中定继的通网信络和结空构间，技如术星的形基、础网上格发形展或起混来合的形。
设备
由交于通作信为息中、继船的舶卫、星飞离机地的面航很行高数，据因及此军经事过通一信次等中继转接之后即可进行长距离的通信。
地球 B
A
C
E
D
A
R0
he
地球 B
卫星
图1.1 卫星通信示意图
由图1. 1可见，离地面高度为he的卫星中继站，
看到地面的两个极端点是A和B点，即S长度将是以卫星
为中继站所能达到的最大通信距离。其计算公式为

GPS原理与应用PPT课件

来适应车队管理的需要。
18
最近，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌，尺寸也越来越小了。
消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等，它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕上实时跟踪你的位置或自动导航。
29
6．信号干扰
要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少 3～5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
9
3．GPS信号接收机 GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按
一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置，甚至三维速度和时间。
在商业领域，消费类GPS主要用在勘测制图，航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机和蜂窝电话平台等方面。
17
勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求特殊的GPS设备。
在勘测方面的应用有：结构和工程勘测、道路测量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算，也可以在野外实时使用。制图过程中使用大量的 GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。许多商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆位置，这一般需要借助无线通信技术。一些GPS 接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端

通信导论卫星通信课件

为了提高星载转发器的可靠性，一些容易失效的模块或器件都有冗余配置，并配有各种切换开关，以便在工作单元失效时切换至备用单元。
通信导论卫星通信课件
16
3.遥测指令分系统
l）遥测部分
此部分主要收集卫星上设备工作的数据，如电流、
电压、温度、传感器信息、气体压力指令证实等信号。这些数据经处理后送往地面监测中心站。
通信导论卫星通信课件
34
(2)处理转发器
指除了信号转发外，还具有信号处理功能的转发器。与上述双变频透明转发器相比，处理转发器只是在两级变频器之间增加了信号的解调器、处理单元和调制器。先将信号解调，便于信号处理，再经调制、变频、功率放大后发回地面。
通信导论卫星通信课件
35
3 卫星通信地面站
卫星通信系统
一.通信卫星二.同步通信卫星组成
三.卫星通信系统特点四.卫星通信系统的组成与原理五.数字卫星通信系统六.卫星地球站
七.典型数字卫星通信系统介绍
通信导论卫星通信课件
1
一.通信卫星
地球卫星都有自己的运行轨道，这种轨
道有圆形，也有椭圆形，轨道所在的平面称为轨道面，轨道面都要通过地心。
调
发
路
制
射
复
器
机
用
多
路
调
接
分
制
收
离
器
机
双
双
工
工
器
器
天线馈电设备
发
调
多
射
制
路
机
器
复
用
多
接
解
路
收
调
分
机
器
离

卫星地球站传输链路计算

点和落地点的相关参数进行的。下面是以甘肃卫星地球站为例进行链路的相关计算。
式中：——天线的口面面积；ＡＡ ——工作波长，ｍ；叼 ——天线效率。
第ｌ２期
３１计算参数．
杨晓霞：卫星地球站传输链路计算
７３
出功率还需回退１１（６８ｄ，０ｇ３／）Ｂ故卫星下行等效
１８＝１．Ｍｂｓ８１６ｐ。
３６下行接收计算．
３６１接收天线增益．．、
取２．．Ｍ天线的效率均为Ｏ６下行频率Ｍ，８１．５，３ＭＺ则根据天线增益计算公式９０Ｈ，１
Ｇ＝２１￣ｄ０ｇｒ／ｋ＋１１￣０ｇ
１卫星链路计算的任务
卫星链路计算的任务主要是根据传输系统功能和要求，并通过计算信息速率、字符率求出基带信号
占用带宽，确定向卫星公司租用转发器的使用带宽；通过转发器及地球站的参数，计算地球站能得到的载噪比以及相应的发射ＥＲ；ＩＰ通过转发器及接收机的基本参数，确定地球站的天线尺寸、发射功率等。
３５高功放输出功率．
路视频５ｂｓ一路立体声电视伴音Ｍｐ，
０２６ｂｓ三路立体声广播３．２６＝．５Ｍｐ，Ｘ０５０７８ｂｓ一路图文电视０３８ｂｓ一路低速业．６Ｍｐ，．３Ｍｐ，务数据通道００９Ｍｐ，．１２ｂｓ一路高速数据１５ｂｓ．Ｍｐ．
饱和功率通量密度ＳＤ为一０到一９Ｂｍ，Ｆ７５ｄｗ／卫

中继卫星系统信道模拟器硬件电路设计

中继卫星系统信道模拟器硬件电路设计李炜;马乐;段世刚;孙向聚【摘要】For the design and implementation of channel simulator for relay satellite system,and based on the study for simu-lation principle and working process of the channel simulator,the IF signal processing board card,receiving and transmitting board cards of the channel simulator were designed in detail for hardware circuits in combination with the practical application. The configuration program of the high-speed DA chip was designed based on FPGA platform,and simulated with Modelsim to verify the correctness of its functions. The hardware of the board card is tested,and the test results show that the designed hardware cir-cuit is completely in conformity with the operating requirements in testing of the channel simulator for relay satellite system.%结合实际应用,针对中继卫星系统信道模拟器的设计和实现,在对信道模拟器的模拟原理和工作流程进行研究的基础上,从信道模拟器的硬件电路入手,对信道模拟器的中频信号处理板卡、接收及发射板卡进行了详细的设计.基于FPGA平台对高速DA芯片的配置程序进行设计,并对该配置程序进行ModelSim仿真,验证其功能的正确性.最后对板卡进行了硬件测试,测试结果表明,设计的硬件电路完全符合中继卫星系统信道模拟器在测试中的使用要求.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2016(039)001【总页数】5页(P68-71,75)【关键词】信道模拟;DDR2;SPI;高速信号采集【作者】李炜;马乐;段世刚;孙向聚【作者单位】国网甘肃省电力公司信息通信公司,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司信息通信公司,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司信息通信公司,甘肃兰州 730050;国网甘肃省电力公司信息通信公司,甘肃兰州 730050【正文语种】中文【中图分类】TN95-34随着空间技术的发展，现有的地面测控网已不能满足要求，而中继卫星可以大幅提高测控网的性能[1]。

G1000培训课件

警告：小心使用ACTV>SET功能，如ACTV信息不正确，会引起全部或部分构型设置丢失
SET—代表PFD内部存储或者主构型模块的设置或者设置群 ACTIVE—代表LRU存储和使用的正确设置。LRU在内部存储中存储该‘active’设置。
系统排故
• 故障发生时先看哪里
故障显示
系统警告排故
GRS77 姿态航向基准系统
• • • • • 为G1000显示屏和GIA63提供姿态，航向和飞行特性信息包含先进的倾斜传感器，加速度计和速度传感器通过ARINC429与GDU和GIA63通信通过RS-232接口与GIA63通信与GDC74A大气数据计算机和GMU44地磁仪连接
通常外部安装构型参数不需要被校准。这些参数被分成两类：AHRS和地磁仪安装参数。如果这两者之一变成‘NOT CALIBRATED(非校准)’，GRS77航向，倾斜和滚转会变为不可用或以上信息显示。需执行安装校准程序。因GRS构型模块会储存校准信息，故如校准不成功，GRS模块需更换。
警告 NAV1或COM1 相关LRU GIA1 解决措施检查PFD警告窗口是否有GIA1构型，软件或者失效数据路径错误信息。进行其他步骤前纠正这些错误。检查GIA1和PFD的构型设置。检查确认GIA1到PFD的以太网连接和组件插头销钉正常。对调GIA1和GIA2并构型。如故障跟随GIA1，更换GIA1。如果故障保持，更换PFD。检查PFD警告窗口是否有GIA2构型，软件或者失效数据路径错误信息。进行其他步骤前纠正这些错误。检查GIA2和MFD的构型设置。检查确认GIA2到MFD的以太网连接和组件插头销钉正常。对调GIA1和GIA2并构型。如故障跟随GIA2，更换GIA2。如果故障保持，更换PFD。

卫星通信基本概念及其系统组成 ppt课件

由一颗包或括多地颗球通站信和卫通星信组业成务，控在制空中中对发来的心信，号其起中中有继天放馈大设和备转、发发作射用机。、每颗通信接卫收星机均、包信括道收终发端天、线跟、踪通与信伺转发器、跟服踪系遥统测等指。令、控制和电源等分系统。
图1-5 卫星通信系统的组成
卫星通信基本概念及其系统组成
系统组成另一种说法
日凌中断现象发生在每年春分和秋分前后，当卫星星下点进入当地时间中午前后。
春分
卫星通信基本概念及其系统组成
秋分
（3）电波的传播时延较大且存在回波干扰。（4）卫星通信系统技术复杂。（5）静止卫星通信在地球高纬度地区通信效果不好，并且两极地区为通信盲区。
卫星通信基本概念及其系统组成
1.1.3 卫星通信系统的组成和分类
星通信系统。
卫星通信基本概念及其系统组成
1.1.2 卫星通信的特点
优点：（1）通信距离远，且费用与通信距离无关。（2）覆盖面积大，可进行多址通信。（3）通信频带宽，传输容量大。（4）机动灵活。（5）通信链路稳定可靠，传输质量高。
卫星通信基本概念及其系统组成
局限性：
（1）通信卫星使用寿命较短。
*部件故障导致的不可修复 *推进剂携带量有限
控制卫星入轨推进剂的应用轨道位置保持
姿态保持
（2）存在日凌中断和星蚀现象。
图1-4卫静星止通信卫基星本的概日念及凌其中系断统组和成星蚀现象
静止卫星的星蚀
卫星、地球、太阳共处在一条直线上，且地球挡住了阳光, 静止卫星处于地球的阴影区，导致卫星上的太阳能电池无法正常工作。
卫星通信系统指利用人造地球卫星在地球站之间进行通信的通信系统。
通信卫星指用于实现通信目的的人造卫星。卫星通信是地面微波中继通信的继承和发展，是微波接力向太空的延伸。

卫星通信系统-PPT

通信卫星用的电源有太阳能电池和化学电池。
1．太阳能电池太阳能电池是通信卫星的基本电源，由光电器件组成。从太阳能电池直接输出的电压是不稳定的，必须经电压调整后才能供给负载。
2．化学电池在通信卫星上装有可以充、放电的化学电池与太阳能电池并用。在没有日蚀期间，由太阳能电池给化学电池充电。在日蚀期间，则由化学电池供电。
图7.3 频分多地址方式的示意图
(1)FDM/FM/FDMA方式：
FDM表示该方式的多路复用部分是按频率划分的，即频分多路；FM表示调制方式为调频；FDMA表示通信卫星和不同地面站的联系是按频率来区分的，即频分多址连接。适合通信业务量大的地球站。
（2）SCPC方式：
SCPC方式叫做单路单载波传输，每路电话单独调制到卫星发射的一个射频载波上去。这种方式可以利用话音作开关，称为话音激活。即有话音时发射载波，而没有话音时则关闭所用的载波。从而把转发器的容量提高了2.5倍。适合通信业务量小的地球站。
在时分多址系统中，所有地球站的信号在卫星转发器中所占时隙之和叫做一帧，而各地球站所占用的时隙叫做分帧。通常，卫星通信系统中的帧长取为125us(相当于抽样频率为 8KHZ)或125us的整倍数。
图7.4 时分多址系统的简化方框图
PCM/TDM/PSK/TDMA系统是时分多址方式中的一种，模拟信号经过PCM编码，再经过时分多路复用(TDM)，调制是采用移相键控调制(PSK)，地面站采用时分多址(TDMA) 的接入方式。
同步卫星是指卫星绕地球转动一周的时间等于地球自转的周期，因而从地表面上看起来好象卫星停在高空不动。
发射到空间的同步通信卫星装有微波频段的中继器，它能把地面站发来的电波加以放大，然后再转发回地面，从而完成了通信过程。