地球同步轨道之通信卫星.ppt

一、衛星通訊簡介 衛星運作 行星：繞著恆星(如太陽)運轉的星球(如水星、金星、地球等)，而繞著行星運轉的星球稱為衛星(如月亮)。 人造衛星是指循一定軌道環繞地球運行的人造物體。 避免大氣的摩擦，衛星高度都遠超過大氣層頂。 人造衛星的設計不像飛機需考慮外形是否流線，再加上太陽電池板，因此人造衛星的外形大都是千奇百怪。 前 言 自一九五七年蘇聯第一顆衛星成功發射後，衛星已迅速成為推動科技進步、經濟發展與國防建設之重要手段。 五十年來，全世界共發射大約4500顆衛星，其中90%以上是美、蘇兩大強權所有，80%衛星被用於軍事用途。 衛星已融入人們生活之中，提供定位、導航、氣象、電信、廣播及多媒體等服務。 人造衛星的應用與服務 不同應用之衛星分類 就應用方面來說，衛星約可分成下列幾類： 偵察衛星(Surveillance Satellites) 預警衛星(Early Warning Satellites) 氣象衛星(Weather Satellite) 天文衛星(Astronomical Satellite) 導航衛星(Navigational Satellite) 探測衛星(Remote Sensor Satellite) 殺手衛星(Killer Satellite) 通信衛星(Communication Satellite) 氣象衛星： 氣象衛星有兩種運行軌道。一種在地球的同步軌道上運行，恆定地觀測地表上大約三分之一的面積。另一種在極軌道上，以每12小時一次地覆蓋整個地球表面。氣象衛星可測量地表和大氣溫度，記錄風速和雲的移動，並預測降雨區域，以方便氣象學家預報準確天氣。 通訊衛星： 通訊衛星是長距離通訊的一個極佳中繼站，它能克服橫跨海洋和大陸的無線電通訊傳播時所遭遇的困難。大部分的通訊衛星都在地球同步軌道上運行（即同步衛星），看起來就像在地球上空的特定點上靜止不動一樣。 資源衛星： 資源衛星能夠預報森林火災、管理水利資料、測繪地圖、估計農作物的產量、測量冰河的移動及大氣與海洋污染等。現今更可用於幫助動物學家觀測如北極熊等野生動物的生活習性。福衛二號便是一枚資源衛星，它的影像解析度將可達5公尺×5公尺。 目前國內較為常用的資源衛星資料有法國SPOT(史波特)衛星與美國的大地衛星。其中SPOT 的地面解析度彩色為20公尺，黑白則為10公尺。 導航衛星： 美國及俄羅斯均有此類衛星。美國的全球定位系統(GPS)共有24顆導航衛星，飛行器可利用四顆衛星發出的信號來計算自己的位置、高度和速度。地表上空電離層的電子密度及中性大氣中水汽含量的改變，均會影響GPS的訊號。 由八顆微衛星所組成的福衛三號科學衛星，將可藉由分析GPS訊號的改變，用以研究大氣層及電離層的結構分佈情形。 衛星通信之意義 利用太空衛星「所裝載之通信酬載–轉頻器(Transponder)」作為無線電收發之中繼轉播站，用以達到各地面站台間的通信目的。 衛星在無線通信領域之定位 在無線通信領域中，衛星通信將提供全球、廣域之通連服務： 衛星在電信網路之定位 衛星通主要係定位於國內或國際廣域之電信、數據及多媒體之通信網路運用。 衛星通信主要之功能運用 衛星通信主要通訊功能運用： 國際電信鏈路(International Telecommunication,如INTELSAT) 電視節目傳送(TV Program Distribution) 企業專用網路 (VSATs) 軍事通信運用 (Military Communications) 行動通信服務(Mobile satellite services , 如INMARSAT) 直接影訊廣播(Direct Video Broadcast, DVB) 直接音訊廣播(Direct Audio Broadcast, DAB) 緊急救難通信(Emergency Communication) 全球手持大哥大(如銥計畫(Iridium)) 網際網路幹線(Internet Backbone Services) 衛星通信之特點 衛星通信系統具有以下特徵與重要作用： 獨具三度空間無縫隙覆蓋能力 獨特靈活性與普及服務能力 大區域的可機動性或可行動性通連 廣域網狀網路構連能力 廣域Internet交互連接能力 特有的廣域廣播與多點同時通連能力 對國際/區域/本地距離連接的不敏感性 對緊急救災及故障搶救的快速靈活 通信衛星軌道劃分 按軌道高度劃分： 低軌道(LEO): 300 to 1,500 km 中軌道(MEO): 8,000 to 12,000 km 同步軌道(GEO): approx. 36,000 km 按軌道形狀劃分： 圓形軌道(Circular) 橢圓軌道(Elliptical) 低軌衛星