卫星通讯技术
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202Hale Waihona Puke Baidu/4/16
回到马航事件
• 中国政府为搜寻飞机而紧急调用二十余颗卫星的代价 • 很多人对卫星的概念都来自好莱坞大片 儿。认为卫星二十四小时无时
不在，想看 哪里就看哪里，想看多清楚就看多清楚。 实际上，天上 的卫星并不全都能用来拍摄 地面情报。比如通讯卫星、导航卫星，根 本不可能通过图像的方式来寻找地面目 标。 其次，卫星有视界范围 和分辨率的限制。 一般来说，分辨率越高，视界越小；视界 越大， 分辨率越低。道理就像望远镜，放 大倍率越大，看到的范围越小。因 此，别 说中国，即便是航天技术比我们发达的美 国，也根本不可能 保证全天候，全分辨 率，全球监控。电影电视里都是骗人的， 抱歉， 我拆穿您的幻想了。 这次，中国航天部门调动了10颗卫星， 机动变 轨之后投入搜救工作。这是什么概 念？机动变轨要消耗卫星燃料，卫 星在轨 道上，上头没有中石油的加油站，它自己 也不能下来加完油 再回去。所以燃料基本 是无法补充的。一旦燃料耗尽，卫星就再 也 挪不了地方，甚至无法保持轨道高度。 差不多就是报废了。
2020/4/16
卫星通信地球站
• 卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。用户 通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。主要业务 为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。
• 卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、 车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。在标准站中又分 为A、B、C、D 4种类型。典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天 线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系 统、监控系统。为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输 系统和信息交换中心。
• 定位原理:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收 到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动 速度和时间信息。目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得 到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安 置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到 卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收 机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定 位结果进行改正，从而提高定位精度。
2020/4/16
GPS
• 全球定位系统（NAVSTAR GPS，NAVigation Satellite Timing And Ranging GlobalPositioning System，以下简称GPS）原是美国国防部为了军事定 时、定位与导航的目的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成 主要的无线电导航系统，面向未来并能满足下一个世纪的应用
• 一般由输入预选单元、一次混频处理单元、二次混频处理单元、三次 混频处理单元、参考源、自动信号频率跟踪单元和微控制单元组成
2020/4/16
.VSAT卫星通信网的网络结构
• 卫星通信网的网络结构有星形、网状或者星形／网状混合三种，星形 网由—个主站和若干个VSAT小站组成。主站可与任一小站直接通信， 各个VAST站之间必须通过主站转接才能互相通信，此种网主要用于数 据传输；网状网中各站无主次之分，任意两个VSAT站都能直接互相通 信，此种网主要用于话音传输。—个网内可有数十、数百甚至数千个 VAST站。
马航客机失联事件
寻找客机的方法： 雷达 声呐 人眼 。。。。。 卫星系统！
2020/4/16
卫星通讯技术
2020/4/16
赵昊
卫星通信的基本概念
• 卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中 人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。卫星通信系统是由通 信卫星、地球站和跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。通信卫 星由若干个转发器、数副天线与位置和姿态控制、遥测和指令、电源 分系统组成，其主要作用是转发各地球站信号。地球站由天线、发射、 接受、终端分系统及电源、监控和地面设备组成，主要作用是发射和 接受用户信号。跟踪遥测指令站是用来接收卫星发来的信标和各种数 据，然后经过分析处理，再向卫星发出指令去控制卫星的位置、姿态 及各部分工作状态。监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进 行业务开道前的监测和业务开通后的例行监测与控制，以便保证通信 卫星的正常运行和工作
• 近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球 站，发展了一种非常小口径通信终端(VSAT)地球站，具有广阔的应用 前景。
2020/4/16
卫星通信的线路
• 在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条 单跳单工或双跳单工卫星通信线路。整个通信系统的全部通信传输工 作就是通过这些卫星通信线路完成。在卫星通信线路中，把从发信地 球站到卫星这一段线路称为上行线路，从卫星到收信地球站这一段线 路称为下行线路，上、下行线路和起来就构成一条最简单的单工卫星 通信线路。当两个地球站都有收发设备和上、下行线路，而且这两条 线路共用一个通信卫星转发传播相反的信号进行通信，就构成了双工 卫星通信线路。
2020/4/16
卫星信标
• 卫星信标是 由卫星发送用于地球站的信标接收机确定卫星位置的专用 信号,自动对准卫星. 因找不到专业的名词解释. 我自己的理解..
• 信标接收机是卫星通信地球站中用于天线跟踪卫星的设备，具有L/ C/Ku各频段的信标接收能力，能够完成卫星的信标信号锁定、鉴相， 并将其转换成与功率成正比的直流信号送给伺服控制系统，确保天线 对准卫星工作，获得最佳天线增益。广泛应用于固定卫通地球站和车 载、船载动中通系统中。
• VSAT卫星通情网的主要特点：(1)组网比较灵活，可以根据需要组合成 各种拓朴结构的业务网络，以满足不同需求。(2) 能满足话音、数据、 图像、传真等多种业务的传输。(3)具有多种卫星信道分配方式，如 DAMA、PAMA和动态分配方式。(4)设备趋于模块化，易于扩容、组合。 (5)为用户提供多种通信规程和接口，可满足用户现有设备以以及扩容 网络新增设备的联网。(6)网络管理和控制功能软件化，功能不断增强。 (7)投资少、见效快
2020/4/16
That's all.
2020/4/16
2020/4/16
卫星通信体制
•
所谓通信体制，是指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方
式。卫星通信系统的体制主要包括基带信号的类型及复用方式、中频
(或射频)信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等四个方面
的内容。其中复用方式和调制方式是无线通信中都要涉及到的，而多
址联接和多址分配是卫星通信所特有的.
2020/4/16
北斗卫星导航系统
• 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System-"BDS"）是 我国自行研制的全球卫星定位与通信系统。是继美国全球卫星定位系 统（Global Positioning System-"GPS"）和俄罗斯全球卫星导航系统 （Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма-"GLONASS"）之后 第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成， 可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定 位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导 航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012 年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北 斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。2013年 12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在 国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了《北斗系统公开服务 性能规范（1.0版）》和《北斗系统空间信号接口控制文件（2.0 版）》两个系统文件。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗 斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员 会已认定的供应商
回到马航事件
• 中国政府为搜寻飞机而紧急调用二十余颗卫星的代价 • 很多人对卫星的概念都来自好莱坞大片 儿。认为卫星二十四小时无时
不在，想看 哪里就看哪里，想看多清楚就看多清楚。 实际上，天上 的卫星并不全都能用来拍摄 地面情报。比如通讯卫星、导航卫星，根 本不可能通过图像的方式来寻找地面目 标。 其次，卫星有视界范围 和分辨率的限制。 一般来说，分辨率越高，视界越小；视界 越大， 分辨率越低。道理就像望远镜，放 大倍率越大，看到的范围越小。因 此，别 说中国，即便是航天技术比我们发达的美 国，也根本不可能 保证全天候，全分辨 率，全球监控。电影电视里都是骗人的， 抱歉， 我拆穿您的幻想了。 这次，中国航天部门调动了10颗卫星， 机动变 轨之后投入搜救工作。这是什么概 念？机动变轨要消耗卫星燃料，卫 星在轨 道上，上头没有中石油的加油站，它自己 也不能下来加完油 再回去。所以燃料基本 是无法补充的。一旦燃料耗尽，卫星就再 也 挪不了地方，甚至无法保持轨道高度。 差不多就是报废了。
2020/4/16
卫星通信地球站
• 卫星通信系统中设置在地球上（包括大气层中）的通信终端站。用户 通过卫星通信地球站接入卫星通信线，进行相互间的通信。主要业务 为电话、电报、传真、电传、电视和数据传输。
• 卫星通信地球站按使用方式分为固定站、可搬运站和移动站(船载、 车载、飞机载)；按通信性能分为标准站和非标准站。在标准站中又分 为A、B、C、D 4种类型。典型的卫星通信地球站的基本组成包括：天 线系统、高功率发射系统、低噪声接收系统、信道终端系统、电源系 统、监控系统。为实现用户间通信，还需有地面接口系统、信息传输 系统和信息交换中心。
• 定位原理:卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收 到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动 速度和时间信息。目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得 到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安 置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到 卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收 机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定 位结果进行改正，从而提高定位精度。
2020/4/16
GPS
• 全球定位系统（NAVSTAR GPS，NAVigation Satellite Timing And Ranging GlobalPositioning System，以下简称GPS）原是美国国防部为了军事定 时、定位与导航的目的所发展，希望以卫星导航为基础的技术可构成 主要的无线电导航系统，面向未来并能满足下一个世纪的应用
• 一般由输入预选单元、一次混频处理单元、二次混频处理单元、三次 混频处理单元、参考源、自动信号频率跟踪单元和微控制单元组成
2020/4/16
.VSAT卫星通信网的网络结构
• 卫星通信网的网络结构有星形、网状或者星形／网状混合三种，星形 网由—个主站和若干个VSAT小站组成。主站可与任一小站直接通信， 各个VAST站之间必须通过主站转接才能互相通信，此种网主要用于数 据传输；网状网中各站无主次之分，任意两个VSAT站都能直接互相通 信，此种网主要用于话音传输。—个网内可有数十、数百甚至数千个 VAST站。
马航客机失联事件
寻找客机的方法： 雷达 声呐 人眼 。。。。。 卫星系统！
2020/4/16
卫星通讯技术
2020/4/16
赵昊
卫星通信的基本概念
• 卫星通信是地球上多个地球站（包括陆地、水面和大气层）利用空中 人造通信卫星作为中继站而进行的无线电通信。卫星通信系统是由通 信卫星、地球站和跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统。通信卫 星由若干个转发器、数副天线与位置和姿态控制、遥测和指令、电源 分系统组成，其主要作用是转发各地球站信号。地球站由天线、发射、 接受、终端分系统及电源、监控和地面设备组成，主要作用是发射和 接受用户信号。跟踪遥测指令站是用来接收卫星发来的信标和各种数 据，然后经过分析处理，再向卫星发出指令去控制卫星的位置、姿态 及各部分工作状态。监控管理分系统对在轨卫星的通信性能及参数进 行业务开道前的监测和业务开通后的例行监测与控制，以便保证通信 卫星的正常运行和工作
• 近年来世界各国竞相发展便于移动、便于安装的小型卫星通信地球 站，发展了一种非常小口径通信终端(VSAT)地球站，具有广阔的应用 前景。
2020/4/16
卫星通信的线路
• 在一个卫星通信系统中，各地球站经过通信卫星转发器可以组成多条 单跳单工或双跳单工卫星通信线路。整个通信系统的全部通信传输工 作就是通过这些卫星通信线路完成。在卫星通信线路中，把从发信地 球站到卫星这一段线路称为上行线路，从卫星到收信地球站这一段线 路称为下行线路，上、下行线路和起来就构成一条最简单的单工卫星 通信线路。当两个地球站都有收发设备和上、下行线路，而且这两条 线路共用一个通信卫星转发传播相反的信号进行通信，就构成了双工 卫星通信线路。
2020/4/16
卫星信标
• 卫星信标是 由卫星发送用于地球站的信标接收机确定卫星位置的专用 信号,自动对准卫星. 因找不到专业的名词解释. 我自己的理解..
• 信标接收机是卫星通信地球站中用于天线跟踪卫星的设备，具有L/ C/Ku各频段的信标接收能力，能够完成卫星的信标信号锁定、鉴相， 并将其转换成与功率成正比的直流信号送给伺服控制系统，确保天线 对准卫星工作，获得最佳天线增益。广泛应用于固定卫通地球站和车 载、船载动中通系统中。
• VSAT卫星通情网的主要特点：(1)组网比较灵活，可以根据需要组合成 各种拓朴结构的业务网络，以满足不同需求。(2) 能满足话音、数据、 图像、传真等多种业务的传输。(3)具有多种卫星信道分配方式，如 DAMA、PAMA和动态分配方式。(4)设备趋于模块化，易于扩容、组合。 (5)为用户提供多种通信规程和接口，可满足用户现有设备以以及扩容 网络新增设备的联网。(6)网络管理和控制功能软件化，功能不断增强。 (7)投资少、见效快
2020/4/16
That's all.
2020/4/16
2020/4/16
卫星通信体制
•
所谓通信体制，是指通信系统采用的信号传输方式和信号交换方
式。卫星通信系统的体制主要包括基带信号的类型及复用方式、中频
(或射频)信号的调制方式、多址联接方式、信道分配方式等四个方面
的内容。其中复用方式和调制方式是无线通信中都要涉及到的，而多
址联接和多址分配是卫星通信所特有的.
2020/4/16
北斗卫星导航系统
• 中国北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System-"BDS"）是 我国自行研制的全球卫星定位与通信系统。是继美国全球卫星定位系 统（Global Positioning System-"GPS"）和俄罗斯全球卫星导航系统 （Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма-"GLONASS"）之后 第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成， 可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定 位、导航、授时服务，并具短报文通信能力，已经初步具备区域导 航、定位和授时能力，定位精度优于20m，授时精度优于100ns。2012 年12月27日，北斗系统空间信号接口控制文件正式版1.0正式公布，北 斗导航业务正式对亚太地区提供无源定位、导航、授时服务。2013年 12月27日，北斗卫星导航系统正式提供区域服务一周年新闻发布会在 国务院新闻办公室新闻发布厅召开，正式发布了《北斗系统公开服务 性能规范（1.0版）》和《北斗系统空间信号接口控制文件（2.0 版）》两个系统文件。北斗卫星导航系统和美国全球定位系统、俄罗 斯格洛纳斯系统及欧盟伽利略定位系统一起，是联合国卫星导航委员 会已认定的供应商