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1、Contents of Spacecraft Communication （Remote sensing and satellite communication）(遥感 和卫星通信) 1uRemote Sensing ImagelMicrowave Imaging Technology（微波成像）Microwave: electromagnetic waves with frequency of 300MHz 300GHz, corresponding to a wavelength of 1m 1mm; with a high frequency and frequency bandwidt
2、h, large information capacity, and small wave length, it can penetrate the ionosphere （电离）and has good direction features. Microwave Imaging: A imaging mean using microwave as the information carrier. Theory: Use microwave to irradiate(照射) the object, and then reconstruct the object or its permittiv
3、ity（介电常数） distribution by measuring the external scattered（散射） field of the object. 2lSynthetic Aperture Radar (SAR) 合成孔径雷达p Using the relative motion of the radar and the target, synthesize（合成 ） a real small size antenna aperture（孔径） as a large equivalent（ 等价的） antenna aperture radar. Characteristi
4、c: High resolution, can work around the clock（全天候 ）, can efficiently identify camouflage(伪装)and penetrate covering( 穿透掩盖物)Purpose: Aerial survey航空测量, aerial remote sensing航空遥感, satellite ocean observations卫星海洋观测, space surveillance航天侦察 , image matching guidance图像匹配制导Deep Space Exploration: Explore t
5、he geological structure 地质结构of the Moon and the Venus3lThree-dimensional Digital Imaging（三维数字成像）Format digital image with the three-dimensional coordinates （坐标）of ground targets .Theory: While obtaining multi-band spectral that reflects ground targets radiation（辐射）s energy information, synchronously
6、 acquire the various data and parameters about earth positioning (X, Y, Z). By simple synchronous calculation and real-time processing, so that in in digital image, each pixel 象元constituted of multi-band spectral energy information of ground targets contains three- dimensional geographic coordinate
7、values (X, Y, Z).4lHyperspectral（高光谱） ImagepSpectral resolution in the range of magnitude (量级)/10pIn the electromagnetic spectrum: visible可见, near infrared近 红外, the mid-infrared 中红外and thermal infrared range热红 外pA continuous image data technology by getting a lot of very narrow spectral.pWhile acqui
8、re the surface of the image information, also obtain spectral information. It firstly combines the spectra and image, and contains a wealth of triple Information including space, radiation and spectral.5pThe image information may reflect the quality of the external characteristics of size, shape, de
9、fects（瑕疵） , sample, while Spectral information can fully reflect the differences in the physical structure and chemical composition of the sample interior（本质） .6Other contents of Deep Space CommunicationlSound: Voice between Astronauts and ground Spacecraft sound monitor Sound on other planets l Dat
10、a: Equipment monitoring data Scientific experimental data Scientific Metrology （计量）and Surveying （测绘）data7卫星通信卫星通信，简单的说就是地球上（包括地面、水 面和低层大气中）的无线电通信站之间利用人造 卫星作为中继站转发或反射无线电波，以此来实 现两个或多个地球站之间通信的一种通信方式无线通信方式可以承载多种通信业务是当今社会重要的通信手段之一8卫星通信示意图9（1）轨道形状圆形：地球的中心处于圆形轨道 的圆心 椭圆形：地球的中心应处于椭圆 轨道一个焦点上 （2）卫星轨道倾角赤道轨道：卫星
11、轨道平面与地球 赤道平面重合，即轨道倾角为0极地轨道：卫星轨道平面与地球 南北极的轴线重合，即轨道倾角 为90倾斜轨道：卫星轨道平面与地球 赤道平面之间的夹角在090 之间 卫星的轨道10（3）卫星轨道离地面的高度按卫星轨道离地面的高度分成：低轨道（LEO）。高度为500km2000km或500km 3000km（许多在1500km以下），运行周期约24小时中轨道（MEO）。高度为2000km20000km或3000km 20000km，周期约为5h6h（对约10000km高度而言 ）高轨道（HEO）。通常高度在20000km以上，周期大于 12h。 11（4） 同步卫星（静止卫星）何谓同步卫
12、星：卫星的轨道与地球赤道平面相重合、且离地球表面高度 为35786.6km的圆形轨道上沿与地球的自转方向相同的方 向飞行，则卫星绕地球一周的时间为23小时56分04秒。同步卫星的通信范围 卫星所能照射的地球上区域 全球表面积的42.4% 1213卫星通信工作频段地球站发射，通信卫星接收所使用的频率叫做上行 频率；通信卫星发射，地球站接收所使用的频率叫 做下行频率。卫星通信上下行通信频率卫星通信的工作频段常用：上（下）行（线）下 （上）行（线）频段来表示 比如，64GHz频段 上下行分开是为了免于相互干扰。目前大都实用C波段的64GHz频段上行频率为5.9256.425GHz；下行频段为3.74
13、.2GHz。可用带宽500MHz，可设12个转发器，40MHz/转发器，14政府、军事：x频段的87GHz频段上行频率为7.9GHz8.4GHz下行频率为7.257.75GHz。 这样，将民间卫星通信频段和政府部门、军事部门卫 星通信频段分开，可以避免相互之间的干扰。 15ku 频段的1411GHz频段上行频率为1414.5GHz下行频率为11.712.2GHz，或为10.9511.2GHz和11.45GHz11.7GHz并已用于卫星通信和卫星广播业务中。目前卫星通信又使用ka频段的3020GHz频段， 上行频率为27.531GHz下行频率为17.721.2GHz；可利用带宽可达3500MHz
14、 16卫星通信的特点 （1）优点通信距离远，而通信的成本与通信距离无关。 利用静止卫星单跳最大通信距离达1800km。建站费用和 运行费用不应通信站之间的距离不同而改变，通信覆盖面积大，具有多址通信能力一颗同步卫星可覆盖地球表面积的42%左右，在这个覆盖 范围内的地球站，不论是地面、海上或空间，都可同时 共用这一颗通信卫星来转发信号，即实现双边和多边通 信。这种同时实现多个方向、多个地球站之间直接通信的特 性称为多址连接。17通信频率宽，传输容量大，适于多种业务传输 由于卫星使用微波频段，因而可使用频带宽，通信容 量大，适于传送电话、电报、数据、宽带电视等多种 业务。一颗卫星的通信容量达数千以
15、至上万路电话， 其通信容量仅次于光纤通信。 通信线路稳定可靠，通信质量高 卫星通信的电波主要是在大气层以外的宇宙空间传输 ，而宇宙空间差不多处于理想的真空状态，因此电波 传输比较稳定，受天气、季节或人为干扰的影响小， 所以卫星通信稳定可靠，通信质量高，卫星线路的畅 通率都在99.8%以上。通信电路灵活卫星通信不受地形、地貌等自然条件的影响，如丘陵 、沙漠、丛林、高空及海洋上都能实现卫星通信。 18卫星通信的应用范围长途电话、传真电视广播、娱乐计算机联网电视会议、电话会议交互型远程教育医疗数据应急业务、新闻广播交通信息、船舶、飞机的 航行数据及军事通信等19卫星通信和地面通信的对比名称卫星通信地面通信覆盖范围广泛局部传输方式一跳或两跳多结点接力固定资费低高传输质量高高设备投资低低端站搬迁灵活搬动、自动开通 有限区域内搬动，申 请之后开通20通信卫星的外观（一）21通信卫星的外观（二）22通信卫星与地球站1通信卫星通信卫星是卫星通信系统的核心，由通信装置及其 辅助设备组成。通信装置包括卫星天线和通信转发器，辅助设备由姿态控制（跟踪、遥测与指令分系统） 、电源等辅助设备组成。 231)卫星天线 通信卫星上使用的天线有两种类型：全向测控天线和 定向通信天线(1)全向测控天线 用来接收地球站发给卫星的指令，并向地球站发送遥 测数据和信号。 以便在任意卫星姿态可靠地接收指
