第1章卫星通信系统概述课件.ppt

一、卫星轨道 2000年10月31日、12月21日、2003年5月25日、2007年2月3日先后成功发射四颗北斗导航试验卫星 2007年4月14日中国成功发射了第一颗北斗导航卫星 北斗导航试验卫星一号（Beidou-1） 中国卫星发展史（续） 2007年6月1日 “鑫诺三号”卫星在西昌发射成功，轨道位置：E125o，覆盖中国及周边国家和地区。 2008年4月25日中国首颗数据中继卫星“天链一号01星”在西昌发射成功，其任务是为卫星、飞船等航天器提高数据中继和测控服务 2009年4月15日第2颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心成功发射 2010年1月17日第3颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心成功发射 卫星通信的发展趋势 传统的C、Ku频段静止轨道卫星将保持稳定发展，并将以大容量(转发器数量在50个左右)、高功率(功率为8000瓦至15000瓦)和长寿命(寿命在15年左右)的新系统逐步更换现有系统。 静止轨道卫星移动通信系统服务对象将从原有的传统用户转移至缺少陆地服务的边远地区。 Ka频段静止轨道卫星系统已逐步走向实用化，卫星通信网从窄带向宽带过渡，如覆盖美洲的EchoStar-Ka、ASTROLINK和PAS等。 卫星通信的发展趋势（续） 窄带的中、低轨道卫星移动通信系统投入运行，如Iridium 、ICO和Globalstar等系统。 宽带低轨道系统正在加紧开发之中，预计在21世纪初可陆续发射，用于高速数据和可视电话传输。如Teledesic系统共包括288颗卫星，工作于Ka频段，寿命设计为10年左右。 小型低轨卫星系统已陆续投入运行，用于低速数据传输，如E-Sat、GE American和 GEMnet等系统。 全球定位卫星系统将面临升级换代的问题。 中、低轨道卫星系统为适应新技术发展和系统对容量的更大要求已形成了新的演变过渡方案，如Iridium系统将其运行的卫星数目从66颗增加至96颗。 随着1997年9月26日美国FCC频率申请计划新周期的开始，Q、V段新系统纷纷推出，各公司开始申请Q和V频段新系统。 * 卫星通信 课程简介 课程名称：卫星通信 课程学时：48 周学时：4 课程性质：专业选修 课程目的 本课程是为通信工程、计算机通信、无线电技术等专业高年级学生开设的一门专业课，其目的是使学生掌握卫星通信系统的组成、原理和技术的基础知识。 课程特点 讲述卫星通信的基础知识，侧重于基本概念和原理，而对于复杂的数学推导，则从略。 课程概况 课程成绩计算 平时成绩：30％（考勤和作业各占15％） 期末考试：70％ 通信：在两个或多个位置实现信息的传输、接 收和处理。 有线通信：光纤、电缆、明线 无线通信：短波/超短波通信、微波中 继通信、地面移动通信、卫 星通信 卫星通信是个人通信网的组成部分，是地面通信网的补充。 卫星通信 卫星通信的概念 卫星通信是指利用通信卫星转发器实现地球站（或手持终端）之间、或者地球站与航天器之间的无线电通信。 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、卫星通信的研究动态 九、卫星通信的应用 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，卫星运动服从开普勒三大定律。 开普勒定律 开普勒第一定律：卫星以地心为一个焦点做椭圆运动。其轨道平面的极坐标为： 图1 椭圆轨道的示意图 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。 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为开普勒常数，u值为398601.58*109m3/s2 开普勒第三定律：卫星运转周期的平方与轨道半长轴的3次方成正比。 u为开普勒常数，u值为398601.58 109m3/s2。 (1) 地球非球形引起的摄动，表现为： 卫星的轨道面绕地轴缓慢转动 近地点位置变化 （2）大气阻力的影响 卫星轨道的远地点降低，长轴缩短，即运行周期缩短 偏心率减小，轨道愈变愈圆 卫星轨道摄动 地球形状不规则 大气阻力 太阳和月球引力等 二、卫星通信系统的组成 空间段 主要是卫星本身。星体包括两大子系统：星载设备和卫星母体。 地面段 典型的地面段即地球站，包括地面卫星控制中心（SCC, Satellite control center）及其跟踪、遥测和指令站（TTC, Tracking, telemetry and comma