《卫星通信概述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《卫星通信概述（110页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、卫星通信导论卫星通信导论Date1课程目的 了解卫星通信发展和应用的基本趋势 学会卫星通信系统的基本概念，包括系 统组成，工作原理，链路计算，多址方 式，通信协议等 了解当前移动卫星、宽带卫星、微小卫 星、DVB数据广播系统、卫星Internet的 发展、VSATDate2通信：有线通信和无线通信有线通信：光纤、电缆、明线无线通信：短波通信、微波中继通信、 地面蜂窝移动通信、卫星通信、无线局域网卫星通信是个人通信网的组成部分，是 地面通信网的补充。Date3卫星通信的位置接入网核心网 (光 纤，卫星) 有线接入无线接入卫星接入高空平台 蜂窝接入 微波接入 FWA, WLL WLAN PAN通信
2、网光纤接入PON，APONFTTB/C/H/R混合光纤同轴网Cable ModemDSL (ADSL,HDSL)Date4通信系统的多层次覆盖Date5卫星通信的概念卫星通信是指地球站（也可能是手持终端）之间或地 球站与航天器之间利用通信卫星转发器实现的无线电 通信。主要包括： u卫星固定通信 u卫星移动通信 u卫星直接广播 u卫星中继通信 狭义：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地球卫星作中继站 而进行的通信 广义理解:地球站与卫星之间的通信系统Date6Date7Date8Date9教材和参考书 吴诗其等，卫星通信导论，北京：电子工 业出版社，2004年1月第
3、2次印刷（卫星通信课 程教材） Dennis Roddy. Satellite Communications. The McGraw-Hill Companies, inc., 2002 （清华大学 出版社） Timothy Pratt, Charles Bostian and Jeremy Allnutt. Satellite Communications. New York: John Wily and Sons, Inc., 2003 （电子工业出版 社） 张乃通等，卫星移动通信系统(第2版）， 北京：电子工业出版社，2000 Erich Lutz, Markus Werner and
4、Axel Jahn. Satellite Systems for Personal and Broad Communications. Berlin: Springer-Verlag, 2000Date10第一章 卫星通信系统概述一、卫星轨道 二、卫星通信系统的组成 三、卫星通信的业务类型 四、频率分配 五、卫星通信的特点 六、卫星通信的发展历史 七、通信卫星的分类 八、卫星通信的应用Date11一、卫星轨道假设地球是质量均匀分布的圆球体，忽略太阳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、月球和其它行星的引力作用，卫星运动服从 开普勒三大定律。开普勒三
5、大定律。 n n开普勒定律开普勒定律 开普勒第一定律：卫星以地心为一个焦点做椭开普勒第一定律：卫星以地心为一个焦点做椭 圆运动。圆运动。其轨道平面的极坐标为：其轨道平面的极坐标为：Date12图1 椭圆轨道的示意图Date13开普勒第二定律：卫星与地心的连线在相同时开普勒第二定律：卫星与地心的连线在相同时 间内扫过的面积相等。间内扫过的面积相等。V为卫星在轨道上的瞬时速度。其中a为椭圆轨道的半 长轴，r为卫星到地心的距离。u u为开普勒常数，u值为 398601.58*10398601.58*109 9m m3 3/s/s2 2Date14开普勒第三定律：卫星运转周期的平方与轨道开普勒第三定律
6、：卫星运转周期的平方与轨道 半长轴的半长轴的3 3次方成正比。次方成正比。u u为开普勒常数，u值为398601.58 10398601.58 109 9mm3 3/s /s2 2。Date15(1) 地球非球形引起的摄动，表现为：l卫星的轨道面绕地轴缓慢转动l近地点位置变化（2）大气阻力的影响l卫星轨道的远地点降低，长轴缩短，即运行周期缩短l偏心率减小，轨道愈变愈圆卫星轨道摄动卫星轨道摄动 l l地球形状不规则地球形状不规则l l大气阻力大气阻力l l太阳和月球引力太阳和月球引力Date16二、卫星通信系统的组成n n空间段空间段 主要是卫星本身。星体包括两大子系统：星载主要是卫星本身。星体
7、包括两大子系统：星载 设备和卫星母体。设备和卫星母体。 n n地面段地面段 典型的地面段即地球站，包括地面卫星控制中典型的地面段即地球站，包括地面卫星控制中 心（心（SCC, Satellite control centerSCC, Satellite control center）及其跟踪、）及其跟踪、 遥测和指令站（遥测和指令站（TT从窄带话音宽带综 合业务 ;从FSSMSS ;从C波段Ku、Ka波段。Date51国际重要的卫星通信组织*52 成立于1965年，世界性的商业卫星通信组织，成 员国142个 先后发射了九代卫星，承担了大部分国际通信业 务和全球性电视广播 INTELSAT的发展
8、阶段：19691973 采用C波段，建立了60多个标准地球站（30 米天线）基本技术体制FDM/FM/FDMA19721984 在160多个国家和地区建立500多个地球站， 发射大容量卫星，增加Ku和L波段，采用数字通信手段1984至今, 适应全球数据业务的发展，不断采用新技术1998年 成立“新天空”公司，拥有6颗卫星，重点在于 DTH和交互多媒体卫星业务1 国际卫星通信系统(INTELSAT)Date532国际通信卫星Date54 1965年发射第一颗商用卫星,共发射近50颗卫星 目前在轨工作卫星约30颗,10颗覆盖亚洲地区V/VA 13颗21C+6Ku转发器5+2波束 VI538C+10
9、Ku8+2 K1 VII526C+10Ku10+4 VIIA226C+14Ku10+6 VIII3 38C+6Ku VIIIA128C+3Ku IX444C+12Ku2000年发射EIRP (dBw) V-AVIVIIVIIIVIIIA IX C 2931333637.5 40 Ku 4447484748 493 INTELSAT通信卫星Date55 成立于1976年，现拥有81个成员国 最初业务为海事通信，现为全球提供 海上、空中、陆地、救险、定位等业 务 现有11颗在轨运行和备用卫星 现已更名为国际卫星移动组织4国际海事卫星通信系统 INMARSATDate56Date57中国卫星通信的发
10、展 中国第一颗试验卫星“东方红一号”于1970年4月24 日发射成功，重37Kg，运转周期110分钟，绕地 球一周，以旋极化的全球波束向全球广播“东方红 乐曲”。 1984年8月8日成功发射第一颗同步轨道试验通信 卫星“东方红二-1”，定位在125E，重433Kg，携 带2个8W的C频段转发器，以全球波束辐射，中心 波束为23.4dBW。Date58中国卫星发展史（续） 1986年2月1日“东方红二号-2“成功定位在103E， 携带2个C频转发器，以区域椭圆波束辐射传送， 重 433Kg，中心波束为34.5dBW。 1988年3月7日“东方红二号甲-1“简称“东二甲-1“， 对外称“中卫一号“
11、定位在87.5E，波束中心指向 101.7E，34.11N，中心波束为36dBW。4个C频 段转发器，二个8W，二个10W，以区域椭圆波束 辐射传送。卫星重441Kg，寿命7年。Date59中国卫星发展史（续） 1990年2月4日“东方红二号甲3“简称“东二甲3“， 对外称“中卫三号“定位在98E，波束中心指向 103.23E，33.84N，中心波束36dBW。4个C频段 转发器以区域椭圆波束辐射传送。卫星重441Kg 。 1991年12月28日“东方红三号”发射但卫星定位失 败。 1993年7月“中星五号”卫星启用，定位115.5o，播 出8个省级节目。Date60中国卫星发展史（续）l l
12、19961996年年7 7月月3 3日日亚亚太一太一A A在在西昌发射中心西昌发射中心成成 功功发射发射，本，本卫星卫星和和亚太亚太一一号号相同相同为为C C频段双频段双 极星极星， 定位定位于东经于东经134134E E，台湾地区信号覆盖强台湾地区信号覆盖强 度为度为3737dBmdBm，接收容易。接收容易。 l l19971997年年5 5月月1111日新的日新的“ “东方红东方红三三号号” ”又又称为称为“ “中中卫卫6 6 号号” ”发射发射成功，它是新型大功率的成功，它是新型大功率的卫星卫星，携带携带2424 个个C C频段转发频段转发器，定位器，定位125125E E。Date61
13、中国卫星发展史（续）l1998年5月30日新的“中卫一号”发射成功。它 是第一颗携带Ku频段的新型大功率的卫星，携 带18个 C频段转发器，定位在87.5E。 l1998年7月18日“鑫诺一号”发射成功。携带14 个Ku频段转发器和24个C频段转发器和一对C- Ku频段互联转发器，定位在 110.5 E。 Date62中国卫星发展史（续）l2003年5月23日 “北斗一号”第三颗卫星发射成 功，用户30万，直接产值35亿。 l2003年10月21日11时16分，太原卫星发射中心 用“长征”四号乙运载火箭成功地将中国与巴西联 合研制的第二颗“资源一号”卫星和中国科学院研 制的“创新一号”小卫星送
14、入太空。火箭发射13分 钟后，“资源一号”卫星进入太阳同步轨道。火箭 继续飞行约40秒后，“创新一号”卫星与火箭分离 ，进入预定轨道。 Date63中国卫星发展史（续）梦想起飞 嫦娥一号卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心 发射，踏上“奔月”旅程，19时09分，嫦娥一号发射成功，“ 嫦娥”奔月旅程正式开始。 地月转移 2007年10月31日，进入连接地球与月球的“天路”即地 月转移轨道，顺利与月球交会。 月球卫星 2007年11月5日，第一次近月制动准确实施，进入月 球椭圆轨道，成为一颗真正的“月球卫星”。 使命轨道 2007年11月7日，准确进入月球轨道，实现“准确发射 ，准确入轨
15、，精密测控，准确变轨，成功绕月”。 Date64中国卫星发展史（续）首幅月图 2007年11月26日，歌唱祖国歌曲从月球轨道传 回。中国首次月球探测工程第一幅月面图像传到了世界各 地。 极区图像 2008年1月31日，首幅由嫦娥一号卫星拍摄的月球极 区图像发布。这是我国首次获得此类图像。 月球全图 2008年11月12日，“中国第一幅全月球影像图”公布。 这是世界上已公布的月球影像图中最完整的一幅影像。 撞击月球 2009年3月1日，16时13分10秒。嫦娥一号卫星准确 落入月表指定区域，成功完成硬着陆。Date65中国卫星发展史（续） 从发射升空开始，嫦娥一号卫星累计飞行 494天，其中环月
16、482天，期间经历三次月 食，5次正侧飞姿态转换，共传回1.37TB 的有效科学探测数据，获取了全月球影像 图、月表部分化学元素分布、月表土壤厚 度等一系列科学研究成果，圆满实现工程 目标和科学目标，为我国月球探测后续工 程和深空探测奠定了坚实的基础。 Date66嫦娥二号卫星 2010年10月1日18时59分57秒345毫秒，嫦娥2号 点火，19时整成功发射。在飞行后的29分53秒时 ，星箭分离，卫星进入轨道。19时56分太阳能帆 板成功展开 。 北京时间10月2日凌晨3点39分钟左右，经过一系 列姿态调整，嫦娥二号用自己身上携带的一部监视 相机拍下它的第一幅摄影作品，也就是之前所说的 “地月成像”中的对地成像。 10月5日，正在“
