卫星通信概述范文第1篇

关键词：课程教学 卫星导航定位 研究 实践

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）01（b）-0000-00

作者简介：鄢建国（1980-），男，湖北仙桃人，副教授，研究方向为卫星大地测量。

《卫星导航定位技术》是面向地理信息系统、遥感专业研究生的一门专业选修课。该课程内容覆盖面广，授课内容包括卫星导航定位系统发展现状与趋势、卫星导航定位基本原理与算法、时间与坐标系统基本理论、导航定位误差源、周跳与整周模糊度解算，以及测量数据模型及其组合。卫星技术应用广泛且发展迅速，考虑到学生的专业背景以及知识需求，对课程的教学模式进行了深入思考，以区别于常规的逐课讲授，达到最佳的教学效果。

1 课程的教学目的

该课程的主要授课对象为地理信息系统和遥感专业的研究生，学习该课程的目的是加强对卫星导航定位系统的了解与认识，为研究工作中涉及到的导航定位技术问题提供基础。基于这一考虑，授课中以基本概念、基本原理为重点，介绍卫星导航定位系统的研究现状与趋势，以及与相关学科的结合。在这一课程的讲述中，以最成熟的全球定位系统（GPS， Global Positioning System）为例进行了讲解。

2课程的主要内容

卫星导航定位系统内容庞大，涉及到了大量的几何大地测量和天文学的基本概念，非大地测量专业的学生在学习过程中有一定困难。为了使学生能较好地掌握授课内容，在教学上依照“以点带面、前后呼应”的原则。依照这一原则，将授课内容分为以下几个部分：

1. 卫星导航定位系统发展现状与趋势。该授课内容为一综述性质，目的是扩展学生的知识面，同时激发学生对这一领域的兴趣与爱好。在讲解是，重点讲述了卫星导航定位系统在导航和定位两个领域中的应用。导航针对的用户为低精度用户，在不同的载荷平台，比如手机、车辆、无人机等有广泛的应用。以手机用户为例，通过实时定位，可以和电子地图结合起来进行导航，这与地理信息系统专业的学生研究方向较为吻合。对于定位则主要给出了国家陆太网络、三峡大坝形变监测、地震监测等例子，突出了导航定位系统在当今地球科学中的广泛应用和重要地位。最后对GPS之外的卫星导航系统，包括俄罗斯的GLONASS系统，欧洲的GALILEO系统和我国的北斗系统进行了较为详细的介绍，让学生对当前的卫星导航系统有更为深刻的认识；

2. 时间与坐标系统。这一部分是大地测量学科和天文学的基本理论知识，具有重要的地位。对这一部分的讲解主要是弥补非大地测量专业学生在该知识点上的不足。对于大部分地理信息系统和遥感专业的学生来说，接触到的时间系统局限于北京时，坐标则为我国北京54或西安80坐标系统。在授课中，对时间系统进行了系统的描述，以恒星时和太阳时进行了分类，给出了平时间系统和瞬时时间系统的转换关系，以及基于天文观测的时间系统和原子时标的融合。通过这一部分的介绍，学生能对时间系统建立较为系统的认识。对坐标系统的讲解类似，在讲解中，同时贯穿描述坐标系统转换中需要的转换参数的求解，以及卫星导航定位系统在其中起到的作用，以加强学生对导航定位系统科学应用的感性认识；

3. 测量模型与观测值组合。以卫星导航系统发射的载波和伪距信号为例，讲解了卫星导航定位的基本工作原理，让学生建立基于卫星开展导航定位的基本算法模型。通过伪距给出的简单定位模型，引入载波相位的测量模型。结合无线电信号的传播特征，给出了周跳和整周模糊度的概念，让学生明确了卫星导航定位的优势，以及需要客服的难点。基于单个卫星和测站测量模式的介绍，推广给出了卫星和测站之间的差分组合测量模式，建立了不同组合模式具有的优缺点。同时，给出了不同频率和不同测量类型（伪距测量和相位测量）之间的组合。通过这一部分的讲解，可以让学生建立清晰的定位的概念，同时引出问题，为后续授课做好铺垫；

4. 误差模型修正以及周跳和整周模糊度解算。在前面授课的基础上，针对高精度导航定位，给出了不同类型的误差，以及相应的模型修正。卫星导航定位中最主要的误差源包括接收机、卫星钟差和传播路径时延。结合信号传播特征，给出了电离层和对流层的误差影响特征以及模型修正公式，同时呼应测量值组合中消除电离层的内容，通过这种前后呼应的授课模式，加强学生对授课内容的理解和掌握。针对高精度卫星导航定位数据处理中的核心问题，周跳探测与整周模糊度修复，进行了较为细致的讲解。考虑到学生的背景，侧重讲解了解算方法的原理和实现方式，弱化了复杂的数学理论部分。

除了以上四个核心部分之外，还穿插安排了讲座报告，进一步拓展学生的视野。教学实践表明，基于“一点带面、前后呼应”的原则，在授课中通过给出一个关键的知识要点，在此基础上进行拓展，同时在不同授课内容中前后呼应，实现了学生对该课程的基本概念、基本原理的顺利掌握，对卫星导航系统有一清晰的认识，达到了较好的教学效果。

3 授课模式改进

对非大地测量专业的学生而言，单纯的基础理论授课显得较为枯燥，对于知

识的接受和掌握会带来困扰。基于这一考虑，我们在授课中采用了以下两个方式来激发学生的学习兴趣，以进一步提高教学质量。

1. 结合授课内容和学生专业背景，邀请领域专家做报告

通过邀请领域专家做专题报告，是激发学生的学习兴趣，了解该领域最前沿的研究问题和研究热点的重要途径。考虑到卫星导航定位系统在不同领域中的广泛应用，我们邀请了研究南极动力学的专家，做卫星导航定位系统在南极科学中的应用的报告。该报告给出了GPS在南极Dome A地形测量和冰流速测量中的应用，以及取得的重要成果，同时给出了GPS在南极气象、电离层、遥感影像等中的应用，有效地激发了学生的兴趣。

2. 根据学生自己的专业特点，进行课题讨论和讲解

除了正常的授课，针对学生的兴趣与关注点，在课堂上针对不同的知识点，开展了广泛的讨论。针对一个学生从事无人机影像获取的研究课题，开展讨论了卫星导航定位在无人机中的使用，以及如何提高其定位精度，以降低对地面控制点数目的需求。通过这一案例讨论，加强了学生对卫星导航定位里面高精度数据处理方式和算法的认识，进一步巩固了课堂上所学的知识点。类似的讨论还包括资源三号卫星姿态的处理，该问题不直接涉及到导航定位，但卫星定姿问题以用经典的大地测量和天文测量手段予以解决。通过这一问题的讨论，可以加强对恒星历表、坐标系旋转等课题讲述中涉及到的概念的深化理解。

参考文献

[1] 逯亮清，吴美平，《导航定位技术》课程教学实践与思考[J]. 高等教育研究学报，32（2）：68-74， 2009

卫星通信概述范文第2篇

[关键词]宽带；移动卫星；通信信道

中图分类号：TN927.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0382-01

卫星移动通信信道的传输特性的研究是通信系统的研究、开发等过程中最为重要的一个方面。为了向用户提供优质的、可靠的移动通信服务，必须要充分考虑通信信道的传播特性，进行合理的链路预算、选择有效的调制方式和信道编码方式。因为移动卫星信道本身具有无线通信信道所固有的复杂性，其次是多径衰落效应和阴影效应，所以应用中还需要一些功率放大器，对传输的信号进行放大和转发，提高通信的可靠性。

1 移动卫星通信概念

为转发无线电的信号从而实现在两个或者多个地球站间进行通信，需要利用人造地球卫星作为空间中继站，这种宇宙通信形式就叫做卫星通信。这种卫星移动通信系统不受地理条件的限制、不受距离的限制，能够传输很远的距离、覆盖较大的面积，且其自身具有宽通信频带、大传输容量的特征，适用于多种业务间的传输。它已经不仅仅是为固定通信终端服务了，还运用到车载、船载、个人移动通信终端等方面。目前移动卫星通信已经成为通信领域中发展最迅速的方式，也成为了现代通信系统中强有力的手段。

2 移动卫星通信的关键技术

2.1 系统技术

通信体制、系统的体系结构、移动载体的管理等都是系统技术的重要组成部分。对于通信体制的设计，需要考虑的是选用传统的TDMA方式和现常用的CDMA方式，综合两者的优缺点，也可以进行技术整合，即采用两者混合体制的方式，更好的发挥各自的长处。

对于体系结构的设计，需要考虑的问题是地球外传输数据在地面的实现以及管理的相关问题，还会涉及到满足用户对于系统所提出的需求问题。整体系统的设计，采用分布式的管理还是集中式的管理，是在确定了空间卫星问题之后需要考虑的。同时还需要根据用户的要求，考虑使用多少种终端类型，系统的模型是采用单模还是多模，以及卫星网络和地面网络的兼容性和成本问题。

对于移动载体的管理，移动载体的动态特性、终端设备的环境适应性都是考虑的重点。而且因为在长期的发展趋势中，波束宽度呈现出越来越窄的态势，导致移动载体的管理和设计也需要加强严格性和有效性。

2.2 卫星技术

卫星载荷技术与卫星与地面移动通信系统的融合设计，是移动通信卫星技术的关键。因为通信需要实现的需求是波束多点覆盖、用户间的多网通信，所以需要设备可以展开天线，进行星上处理和交换以及处理星间链路等。

全透明转发、全处理和透明处理转发的模式是星上处理和交换技术的组成元素。全透明转发技术的风险较小，适应性也很强，但通信服务的实时性较差。而全处理则一般是通过数字方式实现，达到强抗干扰性、良好的服务实施性等优点。但实际运用中，全处理技术的适应性较弱，极易受到空间辐射的影响。结合二者的优缺点，开发了透明处理转发技术，是目前较为常用的一种卫星技术。

微波和激光两种方式是星间链路的实现方式。微波通信技术容易受到频带宽度、功耗、体积等方面的限制，不能够无限制的提高传输速率和容量。而激光通信在传输数据的实现方面的优势很明显，但实施这种通信的技术难度较大。

2.3 终端技术

移动卫星通信终端设备的小型化是通信技术发展的必然趋势。而且终端的运用正向多媒体、宽带化、嵌入式的方向发展。目前，VSAT系统因为其可靠性高、灵活性强等优势得到了广泛运用，它的功能实现主要是因为采用了极小口径的卫星终端站。使用VSAT系统，数据终端可以直接与计算机联网，从而实现图像的传输、数据的传输和文件交换等。正在研发的新技术还涉及到天线、射频模块小型化等技术的创新。

3 移动卫星通信信道

由于卫星和通信终端之间的相对运动，通信信道为时变信道。本文主要通过模型的建立对移动卫星通信信道的传播过程进行理解，简化分析过程，明确物理意义，实现简单仿真。

3.1 主要信道概率模型

主要采用的概率分布模型有：Rcian分布函数，Rayleigh分布函数和Lognormal分布函数。

3.1.1 Rcian分布

服从Rcian分布的主要是因为建筑物、树木以及其他反射物造成的反射波形成的多径信号分量以及直射波信号分量所合成的接受信号包络。概率函数为：

其中：r是接收信号的包络；z是直射波信号的幅度；σ2是平均多径功率；I是第一类零阶修正贝塞尔函数。

接受信号包络r的n阶原点矩是：

其中：k=是Rician因子；Γ（）是Gamma函数；F（）是合流超几何函数。Rce因子K为LOS功率和平均多径功率的比值，K值越大，多径功率相对于LOS功率较低。

3.1.2 Rayleigh分布

Rayleigh分布是Rcian分布的特殊情况，即当没有直射分量时，接受信号全部是多径信号。

3.1.3 Lognormal分布

直射分量的信号强度服从Lognormal分布时，说明卫星和地面站之间的直射信号全部被树木、电线杆等障碍物吸收或者屏蔽。概率密度函数为：

其中，μ和d0分别是lnZ的均值和方差。

3.1.4仿真实现

实现对实际卫星信道的仿真，需要在建模过程中，采用服从不同概率分布的各种分量组合。实现移动卫星通信信道建模的基础便是对色高斯过程的仿真实现。色高斯过程通常可以实现常用概率密度函数，比如说直射分量服从对数正态分布的移动卫星通信信道是由三个色高斯随机过程实现的。

利用低通滤波器对白高斯噪声进行滤波和以莱斯正弦和为基础用有限个正弦函数加权和来实现高斯过程。

3.2UHF频段移动卫星通信信道建模

Cloo模型、Corazza模型、Lutz模型，是常用的信道传播特性的概率分布模型。这几种模型都是对L波段的卫星移动通信信道的特性建模的，主要是根据信号在传播路径上受到的遮蔽情况为基础的。Cloo模型的假设是接收到的信号是由受到阴影作用的直射信号分量和不受阴影作用的纯多径信号分量组成。

3.3行波管非线性模型

当行波管TWT工作在饱和点附近时，将会有幅值转换和幅值-相位转换效应。在卫星通信的仿真中，常用的TWT非线性模型是Saleh提出的二参数模型（如图1）：

图1 非线性的正交模型

4 结语

本文对移动卫星通信进行了详细的介绍，对通信信道的建模也进行了一定的仿真实现探究。未来，随着卫星通信技术的快速发展、业务领域的不断拓展和对其需求的不断增长，移动卫星通信技术将会在各个领域得到更为广泛的应用。

参考文献

[1]吕芝辉.宽带卫星通信数字信道化技术研究[J].网络安全技术与应用，2013，（7）：82-83.

卫星通信概述范文第3篇

关键词：多媒体，卫星通讯，作用，联系

自1945年英国空军雷达军官、科学家亚瑟克拉克（Arthur C,Clarke）在“无线世界”（Wireless World）杂志上发表了 “地球外的中继”（Extraterrestrial Relaying）一文、提出了三颗GEO卫星可按120o 轨道间隔进行覆盖全球的通信这一革命性概念以来，卫星系统作为一种新兴的技术与业务手段，无论从越洋通信至区域、国内乃至个人通信，无论从GEO/MEO/ LEO固定/半移动/移动通信、DBS/DTH/DAB广播、DVB-IP多媒体、GPS/RNSS/RDSS导航定位，至GMDSS应急援救、RSS遥感乃至气象/地震预报、远程医疗/教育、空间探测/科学试验等各行各业的各类应用，无论从各类空间段卫星制造、星际链路构成，至商业火箭发射与保险, 乃至地面段各类VSAT/USAT甚至微型个人终端的诞生，真可谓创建了五十余年人间科技辉煌与卓越的社会政治、经济贡献。

作为迈进21世纪的新时代人类，可以说分分秒秒离不开通讯网络，我们的日常活动中，几乎每一天都在卫星通讯的作用下进行工作和学习，我们也没有一天离开过多媒体的应用，比如电脑、电视等等，由此可见多媒体和卫星通讯在生活中的重要地位，那么多媒体在卫星通讯中到底发挥着什么样的作用，又如何来解释他们的概念以及发展前景如何是我们要探究的重点。

一、多媒体的概念

什么是多媒体？所谓的多媒体，也许大家都觉得耳熟能详，上课的时候要用到多媒体，证券大厅里也用到多媒体，网络会议等等也需要用到多媒体，但是关于“多媒体”概念的标准定义，到目前为止还没有实现统一，我们一般将它诠释为“多种媒体的综合”运用的设备，而多媒体技术也就是相当于是多种技术的综合体。这由此可见多媒体是由多种媒体相互关联，有机的整合在一起的新型传媒方式。

二、多媒体技术在通讯中的应用

在人均生活水平逐步提高的今天，人们对信息的渴求与日俱增，无论是生产和生活都与多媒体这个终端平台息息相关，那么多媒体作为卫星通讯与我们之间的媒介，其影响是十分深远的。多媒体技术在通讯中的大量使用，其对卫星通讯功能作出了最终端的表现，也就是说，卫星通讯技术能送到每个人的面前，真正作用于每个人的生活，多媒体技术发挥着不可替代的重要作用。

在计算机和通信领域中，我们说很多东西都可以称之为媒体，比如图像、声音、动画、图形、文本等等，都可以称之为是媒体这些具象的媒体在生活中应用广泛，但从通讯技术和计算机数据处理的角度来看，我们可以将音响、动画、声音、绘画、数据、有声的语言、文字、图像等等，如动态的电影、静态的照片以及电视和录像等信息，这些和我们最基本的交流方式，作为图、文、声三种媒介来看待。在我们对世界上多种图、文、声等信息有大量需求的时候，我们通过卫星通讯技术将数据传送到我们的多媒体，我们便可以不出家门而更好的了解世界。其给生活和工作带来的方便是不言而喻的。

另外，我们不能忽略多媒体的互动性，我们看电视也只是单纯的接受信息，这种媒体不能称之为是真正的多媒体系统，我们要能双向地，可以主动地进行信息处理，这便是多媒体的互动性。我们利用多媒体在卫星通讯中的可互动性，可以进行可视电话、远程教育、远程会议、因特网互联、全球即时通讯等等，大大的缩小了世界的范围，将世界一体化成为可见的现实成果，可以说，多媒体与卫星通讯技术的关系的唇齿相依的，卫星通讯系统利用多媒体可以更好的发挥作用，而多媒体也可以依托卫星通讯技术实现自己的最大价值。

三、多媒体技术作用于卫星通讯的意义和前景

多媒体技术作为一种新型的且独具特色的传播媒介日趋受到了大家青睐，将多媒体技术作用于卫星通讯中的意义是深远的，我们研究两者相互间的关系，对社会和科学的发展具有良好的推进作用。多媒体卫星通讯的发展前景取决于市场规模、应用前景还有国际环境，有以下几方面的具体因素：

（一）多媒体卫星通讯技术应用范围广，卫星因特网、DTH和DBS业务、远程医疗、全球无缝通讯、远程教育等都是新时代的经济增长点和持续热点，多媒体卫星通讯系统在这些领域的发展中将起着不可替代的重要作用。

（二）全球经济一体化的大背景下，更多的国家走向世界，世界间的文化和贸易交流频繁，导致对信息的传输量迅猛增长，无论是生活还是经济都需要多样的信息服务，其中包括远程应用、多媒体、交互式、无缝隙等。如今，没有信息传输技术的快速发展，就没有全球经济的蓬勃兴盛，在全球信息高度发达的今天，多媒体作用于卫星通讯技术的应用不可取代。

（三）因特网的大范围普及，世界上目前已经有一百八十多个国家加入了因特网的队伍，而如此多的互联网用户对信息娱乐、网上冲浪的要求逐步的增加，这时多媒体最为卫星通讯的终端表现，受到人们的强烈追捧。就目前看来，如果一个普通的互联网用户，以一台计算机来计算，通过多媒体与卫星通讯而获得的语音、视频和数据等服务其数量已经是十分可观的，所以在未来的互联网空间中，多媒体与卫星通讯技术的有效结合具有十分良好的市场前景。

四、总论

多媒体技术在卫星通讯中具有至关重要的作用，将二者有机的结合，合理的去使用此类资源，不仅可以方便人们的生活，提高人们的生活质量，促进教育、金融商贸领域的蓬勃发展，甚至对于社会科学和人文科学的发展都具有良好的助力的作用。当今卫星技术发展迅速，市场竞争也日趋激烈，时代要求我们要对新形势、新产品去积极的研究和分析，以超越现实水平，跟随国际技术发展的时代大潮。

参考文献：

卫星通信概述范文第4篇

关键词管线线路；测量应用；GPS；探究

Abstract in the measuring pipe line, GPS often plays a crucial role, and its practical operation and application analysis, can use this technology to help better. This paper on the application of GPS in measurement of pipe line for detailed analysis and research, the actual steps, and introduce the measurement data, try to explain the more accurate.

Keywords pipeline line; measurement; GPS; inquiry

中图分类号：P228.4 文献标识码：A文章编号：

引言

GPS，即全球定位系统，其作为一种测量定位的技术，现如今已在多个领域当中有着重要的作用，而在管线测量当中，GPS及其相关技术同样有着重要的应用。在实际的测量过程当中，由于测区的已知点较少，一般的情况之下为了达到工程建设的实际要求，耗费的成本较高，对于经济效益的提升来讲有一定的影响。而利用GPS的相关技术，来进行控制网的布设，在成本、时间以及控制网布设的灵活性等多个方面均有着较大的帮助和积极影响，同时，其还对整个控制网的精度有着很大的提升作用，这几个方面的内容都是传统的常规测量方式所无法比拟的。GPS及其相关技术在管线测量当中的应用，可以显著的提升工作效率，缩短工期并且降低了人力、财力以及物力的消耗，另外一个方面，还在很大程度上降低了测量作用的工作强度，所以，现如今GPS已在测量技术当中扮演着重要的角色，在多个地区的工程建设当中都得到了广泛的认可。文章将深入的对GPS技术进行分析，对其在测量技术当中的应用情况进行细致的阐述，旨在进一步的加强其应用效果。

GPS概述

1.1GPS概述

GPS主要是由地面监控、用户设备以及空间星座等三个部分组成，其卫星频数的周期是21+3，卫星的高度大概为20200KM，卫星的轨道面个数是6，卫星的具体运行周期是11小时58分钟。在其卫星通过天顶的时候，可见的时间是5个小时，不论在地球表面的哪一个地点，只要满足了高度角在15度以上，就可以平均同时观测到6颗以上的卫星，在同一时间内最少可以观测到4颗卫星，最多则是可以达到11颗。GPS的定位原理，运用的是测量学当中的距离后方交会的相关技术理论，在原则之上，观测三颗卫星而为了消除在接收机之内产生的钟差，则是应当至少观测4颗卫星。在GPS的观测当中，包含有多个方面的内容，主要有大气的传播延迟、卫星以及接收机之间的钟差、多路径效应的误差等等，而在定位计算的时候，其还受到了卫星广播星历误差的影响。在进行GPS卫星的相对定位之时，一大部分的公共误差被减少或者消除，所以其定位的精度也是大大的提升，对于双频接收机而言，可以根据两个频率之间的观测量在一定程度上抵消大气当中存在有的电离误差，所以，在定位的精度要求较高且接收机之间的距离比较远的时候，最佳的方案应当是选择双频接收机来进行定位测量。

1.2GPS主要定位方式技术

GPS的卫星信号，主要包含有三种信号分量，即测距码、载波以及数据码。一般的来讲，GPS定位分为两种定位方式，即相对定位和绝对定位。在工程测量当中，主要是采用相对定位的方式，其又可以称为差分定位，这种定位的模式采用的是两台以上的接收机，同时的对一组相同的卫星进行一系列的定位观测，以这样的方式来确定接收机的天线之间的相互位置关系，来达到定位的效果和目的。相对定位，是GPS主要定位技术当中精确度最高的一种定位方式，其被广泛的运用在精密度要求较高的工程测量当中，同时，在大地测量、工程变形测量等方面也有着重要的应用。现如今，实时的动态定位，即RTK技术，在工程测量之中得到了非常广泛的运用，而其使用的效果也是得到了广泛的认可，可以说是在工程测量领域当中扮演着越来越重要的角色。

1.3GPS技术的优势和特点

相比较于经典的测量学来讲，GPS及其相关技术，有着以下几个方面的特点：

（1）定位的精确度高。这一特点是最为突出的特点之一，相比较于传统的定位技术方式，GPS技术其定位的精准度较高，一般的情形之下，是采用双频GPS接收机，静态基线解算的精度为±（5mm+10-6D）,而传统的红外线技术其精确度为±（5mm+5×10-6D），由此可见，GPS精确度和红外测距仪的精确度大致上相差不多，但是随着距离的增加，GPS技术的优势就逐渐的体现出来。根据大量的试验表明，在距离小于50KM的基线之上，使用动态的GPS进行定位测量，其相对定位的精确度可以达到12×10-6，而在100~500KM的基线之上，则是可以达到10-6~10-7，所以其精准度的优势还是比较明显的。

（2）观测的时间较短。一般的情况之下，在小于20KM的短基线之上，使用GPS技术进行快速的相对定位只需要5分钟的观测时间即可。

（3）测站之间不需要通视。使用GPS的相关技术进行测量定位，其测站之间不需要进行通视，而传统的定位测量技术在这一方面一直存在有难以解决的困难，GPS技术的出现，很好的解决了这一难题，但是其测站的上空必须要是开阔的，这样就可以帮助接受GPS卫星信号，不受到其他的干扰。

（4）可以进行全天候的作业。由于GPS观测的相关特点，其可以在任何地点、任意时间之内，对具体的情况进行连续的观测分析，一般的情形之下，观测分析不会受到天气情况的影响。

GPS在管线线路测量中的应用

进行了上述GPS技术的相关分析之后，可以对这一技术有着更加深刻的了解和掌握，接下来将根据实际当中的使用情况，通过实际的应用举例，深入的对GPS技术在线路测量当中的具体应用进行详尽的阐述和探究，对其实际的使用情况进行深层次的解析，旨在加强操作和应用。

2.1测区概况

根据实际当中的应用进行举例说明分析，可以帮助更加深入的了解和掌握GPS技术在线路测量当中的应用情况。测区的主要概况，工程的路线全长大概为140.953KM，对地表面进行了地理特征的测绘，线路的里程约在63.92KM处至线路里程136.782KM处是冲积平原地貌，在该段路程当中，高差的起伏不是非常的大；在线路里程约145.887KM处主要为山坡堆积地貌，在该段路程当中，高差较大，植物主要是农田和草；起点处至线路里程67.89KM处，主要是沙漠地貌，其植物主要是灌木和草地。

卫星通信概述范文第5篇

【关键词】 卫星通信 卫星网络

卫星通信是一种以微波播送信息的通信方式，具有全球无盲点式全覆盖、通信距离与信号无关、通信距离与费用无关、频带较宽、容量较大、组网灵活等无可比拟的优势。通信卫星按其轨道可以划分为赤道轨道、极轨道、倾斜轨道、同步静止轨道、非同步轨道等种类；按其通信范围可以划分为国际通信卫星、区域通信卫星与国内通信卫星等种类；按其用途可以划分为综合业务、军事、海事、电视广播、气象、通信等种类；按其转发能力又可以划分为有星上处理能力与无星上处理能力等种类。按其频段可以划分为VHF、移动、导航、指令、固定业务、DSS业务、Ka、V等频段应用；按其重量可以划分为大、小、微等种类；自从1945年伟大的奥瑟・C・克拉克提出了同步卫星的理论之后，仅仅过了12年，前苏联就成功地为我们的地球创造出了第一个“人造伴侣”，在此后的13年，我国也有了自己的东方红一号。我国拥有着发展卫星通信的得天独厚的条件，占我国人口的绝大多数的农村人口由于地域分布过于辽阔，因此更适合卫星通信这种地域无关的通信方式。尤其是我国的西部农村。

1 卫星系统概述

1.1 卫星系统的结构简介

由于国内少有介绍卫星系统的结构的文章，因此有必要在讨论干扰信号之前对卫星系统的结构做一个大致的说明。卫星信号的接收许多人都知道要靠锅形微波天线，而微波的发射要靠这种天线，只不过发射天线要比专门用来接收的天线大许多。卫星信号，无论是接收信号还是发射信号都要首先经过双工器分离以后分别送入接收机或者发射机。发射机除了发射用户的通信数据以外还要对卫星的位置与姿态等进行常规操控，并且还要通过专用的经过严格加密的指令系统进行常规的遥测，比如温度的测定，电源的控制，入轨出轨与推进指令的等。上述的卫星的地面站系统与卫星系统就共同构成了一个完整的卫星系统。

1.2 卫星通信系统简介

世界上的第一个卫星通信系统就是举世闻名的铱星系统，简称铱系统。从1996年开始发射到2002年发射完毕，短短四年间一共发射了95颗非同步低轨道卫星，其中的11颗失败，其中的4颗因种种原因陨落，只有66颗星可以正常工作，1998年铱系统开始运营。铱系统做为人类第一个商业化运营的卫星通信系统其起点堪称辉煌。由于铱系统的66颗卫星的设计寿命为8年左右，因此每年都要发射6颗卫星做为“替补队员”。自此之后，全球的卫星通信系统如雨后春笋般地建立了起来，全球星系统、ICO系统、Ellipso系统、DVB系统等。

1.3 卫星通信系统的链路特性

卫星通信系统的链路特性与其干扰关系密切，因此我们在这里做一简述。卫星通信系统中的失真种类较多，下面我们就选择几种主要的失真进行分别简述。首先，卫星通信的链路具有频率选择性的失真特性，也就是说发送信号带宽与信道相关带宽的差值引起的在不同的频率之下的增益变化与相位变化失真特性；其次卫星通信系统的链路还具有衰落失真特性，这种衰落失真特性主要是由多普勒效应中的多普勒频移造成的信道时变性失真；再次，系统的热噪声也会造成卫星通信的链路系统的失真，卫星通信系统中的噪声主要是以白噪声形式存在的噪声，系统中的电阻、网络内部、宇宙等都会产声噪声。上述的链路失真特性也会对正常的卫星通信信号造成一定程度的干扰，此外卫星与地面之间也会产生链路的自由空间传播损耗以及级联网络的损耗。卫星与地面之间的损耗主要包括大气吸收、雨致衰减、折射衰减、电离层闪衰与多径损耗等。

1.4 卫星通信的星地服务类型

卫星通信的星地服务类型是讨论干扰信号的必要补充，只有弄清星地服务的类型才能根据不同的类型选择不同的对抗干扰号的方法。首先是点对点的传输，这种传输一般用于军事应用与政府级应用，这种传输不会向全球范围内播送广播式微波信息以免重要内容被破解；其次是普通大众经常会享受到的卫星电视广播与卫星互联网业务，这类服务分为有扰加密收费服务与免费服务两大类。目前免费服务正在逐渐增多；再次就是目前还不能进入寻常百姓生活的卫星通信的移动语音、视讯、数字服务，这些服务通常用于海事服务、陆地搜救、以及海陆空范围内的移动电话业务。

1.5 卫星通信的上下行交叉极化干扰与互调干扰

（1）上行交叉极化干扰是因为地球站天线系统发射交叉极化隔离度没有调整好，导致上行交叉极化分量过大；或天线馈源薄膜受损未能及时更换，有其他物质掉进馈源也会导致交叉极化干扰。接收用户站天线接收时极化未调整好，导致下行接收受干扰。因此，在上行发射信号时预先和相关卫星测控部门进行天线极化调整和测试，确保发射天线系统的交叉极化隔离度满足主轴方向33.3dB的要求；经常检查天线馈源的状态，在接收时耐心调整好天线极化，确保所需的接收信号最强时另一极化信号最弱。值得一提的是，对同一副收发两用天线，通常发射极化隔离最好时的极化角并不等于接收极化最好时的极化角。（2）一般存在于上行站处于多载波工作状态时，由于功放容量储备不足，回退不够，三阶互调分量超过规定；或上行发射功率超标，使卫星转发器被推至非线性工作区，导致下行时互调特性恶化。

2 干扰信号的分类

由于卫星转发器的公开性和透明性，对卫星信号的干扰主要是对卫星转发器的攻击，目的是扰乱转发器对中央站监控信号和地面站上行信号的正常接收。使转发器接收通道阻塞或使其接收信噪比严重恶化，从而不能正常工作。干扰信号具体又可以分为：（1）点频干扰：（2）扫频干扰：（3）雷达全频干扰。

3 检测原理

不论哪种干扰信号，其共同特点是卫星下行信号功率会出现明显的变化，根据此特点，卫星信号监测可以采取以下几种方式：（1）实时检测下行载波信号功率（检测带宽可调，如全信道功率或单载波功率）。一旦超出门限便报警，并随时记录检测情况；（2）实时接收解调卫星下行信号（如TDM广播信息，定位信息、卫星测控信道等），一旦发现异常便发出报警信号；（3）进行误码率测试：设定合适的门限可以相当精确地判断出受到干扰情况，当误码率超出监测门限时，便发出报警信号。

4 设计方案

4.1 概述

检测仪采用实时检测卫星下行信号功率、实时接收解调卫星下行信号和进行误码率测试3种方式对目标卫星进行连续监控，一旦发现异常，则及时发出报警信号。

报警信号分为2种：提示性报警和干扰信号报警。提示性报警指发现有异常信号。提醒管理员注意，有可能是恶意干扰；干扰信号报警指检测仪已确定存在干扰信号，提醒管理员采取相应措施。

4.2 主要技术指标

4.2.1 频率范围

①UHF频段：300～400MHz；

②C频段：3.4-4.2GHz；

③Ku频段：下行12.25-12.75GHz；上行14-14.5GHz；

④Ka频段：下行20-21GHz；上行30-31GHz。

4.2.2 接收电平动态范围

①UHF频段：-70-130dBm；

②C频段：-10～-90dBm（下变频到L频段）；

③Ku频段：-10～-90dBm（下变频到L频段）；

④Ka频段：-10～-90dBm（下变频到L频段）。

4.2.3 G/T值

①UHF频段优于-21dB/K；

②C频段优于-10dB/K；

③Ku频段优于10.2dB/K；

④Ka频段优于13.4dB/K。

4.3 结构方案

检测仪分为2个独立部分：检测仪主机和检测终端。检测仪主机完成各频段信号的检测：检测终端采用工控机，提供人机界面，可以对检测仪主机进行参数设置和报警门限设置。

每个单元采用独立插板结构，可安装所有频段检测单元，也可以选装部分频段检测单元。监控单元将所有检测单元送出的检测信号进行处理。然后变换后送给检测终端。从天线接收到的UHF频段信号，经过低噪声放大和带通滤波后，再经过射频放大，进入选频模块，在此选择要检测的某转发器、点频或是整个带宽信号，选择频率后进入电平检测模块，检测出的卫星下行信号功率送入监控模块进行处理：同时选频模块还可以输出需进行解调检测的频率，送入中频及解调模块，解调数据送给监控判断是否正确；如同时需进行误码测试，则监控将误码仪发出的测试信号经电平变换后送给调制模块进行编码、调制及成形，然后再通过上变频模块和功率放大器，最后经天线发射到卫星。

4.4 工作流程

正常通信时卫星下行信号功率分别为：

①UHF频段：约-90～-125dBm；

②C、Ku、Ka频段：约-40～-90dBm。

由于此3个频段均需通过下变频模块变换为L频段（950～1450MHz）中频信号，因此对于中频以下的检测单元电路完全一样。从天线接收的卫星下行信号经C、Ku或Ka射频前端变换到L频段。其后续信号处理流程基本同UHF检测单元。

如下行功率突然增大20～30dB，则认为有恶意干扰出现，可以发出提示性报警，并记录该频率出现的时间及电平幅度，同时启动自环误码测试程序，如10min内误码率超过设定的门限值，则可发出干扰信号告警。对于重点频率可选择实时解调监测，如内容异常，则可以发出提示性报警，此方法和电离层闪烁、雨衰监测同时进行则可提高报警率，为干扰信号的早期发现和预警提供依据。