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中国科学 G 辑:物理学 力学 天文学 2008 年 第 38 卷 第 12 期 : 1648 ~ 1659 SCIENCE IN CHINA PRESS CAPS 导航通信系统的传输链路 ①②* ①② ③ ① 崔君霞 , 施浒立 , 陈吉斌 , 裴军 ① 中国科学院国家天文台, 北京 100012; ② 中国科学院研究生院, 北京 100049; ③ 中国通信广播卫星公司, 北京 100083 * E-mail:cuijx@ 收稿日期: 2008-09-03; 接受日期: 2008-09-30 国家重点基础研究发展计划(编号: 2007CB815504)和国家高技术研究发展计划(编号: 2007AA12z343)资助项目 摘要 中国区域定位系统(CAPS)是不同于全球定位系统(GPS)和国际移动 关键词 卫星通信系统(Inmarsat)等的新型的转发式卫星导航通信一体化系统. 与GPS 转发式卫星导航 , CAPS C , 卫星通信 等卫星导航系统不同 系统工作在 波段 其导航信息不直接由卫星产 生, 而由位于地面上的导航主控地球站产生并经卫星转发给用户, 通信系统 传输链路 则采用小倾角倾斜同步轨道(SIGSO)卫星, 这些都增加了系统和终端的设计 链路余量 解调门限 难度. 从链路预设计的角度对 CAPS 导航通信系统进行了分析, 研究了导航 CAPS 主控地球站的配置参数, 得到了导航系统的可用性的结论; 研究了通信系统 的信息传输能力, 对通信中心站天线口径的选取、扩频增益和卫星参数对整 个系统的影响等进行了分析, 结果表明: CAPS 入站通信系统形成一类新的低 信息速率的卫星通信系统, 每个终端的传输速率在 1 kbps 以内, 系统可容纳 海量通信终端; 系统中通信中心站需要配置大口径天线, 天线口径在 10~15 m 左右为宜; 系统需采用扩频技术, 扩频增益应在40 dB 左右; 减小卫星转发 器增益衰减有益于提高系统链路的信噪比, 衰减值在0 dB 或者2 dB 时效果 较好. CAPS 导航系统一期已经通过专家验收, 目前运行稳定, 说明所得结果 对导航链路的分析是合理的; 根据本研究结果设计的通信系统已经成功地开 展了多种卫星通信实验及应用, 证实了所得研究结果的正确性. 卫星导航始于 20 世纪 70 年代, 典型的系统有美国开发的全球定位系统(GPS), 前苏联开 发的全球导航卫星系统(GLONASS), 以及正在开发中的 Galileo 卫星导航系统等. 全球定位系 统能实时提供准确连续的位置、速度和时间信息, 具有覆盖区域广、精度高、功能全、性能好 和使用方便等优点. 以GPS 为代表的卫星导航系统, 采用专用导航卫星, 高精度原子钟等高技 术装置均安置在卫星上, 测距码和导航电文从卫星上生成并广播给用户[1~3]. 2002 年, 中国科 1648 中国科学 G 辑: 物理学 力学 天文学 2008 年 第 38 卷 第 12 期 学院的科研人员开始研发有别于 GPS 等卫星定