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第1章 卫星及其应用导论 1

1.1卫星应用范围的扩大 1

1.2卫星的功能 2

1.3卫星演化史 3

1.3.1热气球和探空火箭的时代 3

1.3.2早期人造卫星的发射 4

1.3.3通信、气象、科学探索卫星——早期发展 5

1.3.4非地球同步轨道通信卫星：Telstar和Relay方案 6

1.3.5地球同步通信卫星的出现 7

1.3.6国际通信卫星系统 8

1.3.7国内卫星通信系统 9

1.3.8卫星的其他应用 11

1.3.9小型或微型卫星 13

1.4运载火箭的进化 16

1.5未来发展趋势 19

1.5.1通信卫星 19

1.5.2气象预报卫星 19

1.5.3地球观测卫星 20

1.5.4导航卫星 20

1.5.5军事卫星 21

进一步阅读 21

互联网网站 21

术语表 21

第2章 卫星轨道与轨迹 23

2.1轨道和轨迹的定义 23

2.2轨道卫星的基本原理 24

2.2.1牛顿万有引力定律 25

2.2.2牛顿第二运动定律 25

2.2.3开普勒定律 26

2.3轨道参数 29

2.4入轨速度和由此产生的卫星轨迹 41

2.5卫星轨道的种类 45

2.5.1轨道平面的方向 45

2.5.2轨道的偏心率 46

2.5.3与地球的距离 47

2.5.4太阳同步轨道 49

进一步阅读 51

互联网网址 51

术语表 52

第3章 卫星发射和在轨操作 54

3.1获得期望的轨道 54

3.1.1确定卫星轨道参数 54

3.1.2修改轨道参数 57

3.2发射顺序 66

3.3运载火箭 70

3.3.1运载火箭简介 70

3.3.2运载火箭的分类 70

3.3.3运载火箭的构造 73

3.3.4运载火箭的主要参数 74

3.3.5主要运载火箭 76

3.4航天中心 90

3.4.1选址的考虑 90

3.4.2航天中心的组成部分 91

3.4.3主要的航天中心 91

3.5轨道摄动 104

3.6卫星稳定 105

3.6.1自旋稳定 105

3.6.2三轴或自体稳定 105

3.6.3自旋稳定和三轴稳定卫星之间的比较 107

3.6.4位置保持 107

3.7轨道对卫星性能的影响 107

3.7.1多普勒频移 107

3.7.2轨道距离的变化 107

3.7.3日食 108

3.7.4日凌中断 108

3.8日食 108

3.9卫星的视角 110

3.9.1方位角 110

3.9.2仰角 112

3.9.3计算斜距 113

3.9.4计算两颗卫星之间的视线距离 113

3.10地球覆盖和地面轨迹 119

3.10.1卫星高度和地球覆盖区 119

3.10.2卫星地面轨迹 120

3.10.3轨道倾斜角和纬度覆盖 122

进一步阅读 124

互联网网站 124

词汇表 125

第4章 卫星硬件 126

4.1卫星子系统 126

4.2机械结构 127

4.2.1设计考虑 127

4.2.2典型结构 128

4.3推进子系统 128

4.3.1推进子系统的基本原理 129

4.3.2推进子系统的类型 129

4.4热控制子系统 134

4.4.1热不平衡的来源 135

4.4.2传热机理 135

4.4.3热控制的类型 135

4.5电源子系统 137

4.5.1电源子系统的类型 137

4.5.2太阳能驱动电力系统 138

4.5.3蓄电池 141

4.6姿态和轨道控制子系统 144

4.6.1姿态控制 144

4.6.2轨道控制 145

4.7遥测、跟踪和指令子系统 145

4.8有效载荷子系统 147

4.9天线子系统 148

4.9.1天线参数 150

4.9.2天线类型 152

4.10航天质量和设备可靠性 161

4.10.1航天质量 161

4.10.2可靠性 161

进一步阅读 162

互联网网址 162

术语表 163

第5章 通信技术 165

5.1信息信号的类型 165

5.1.1语音信号 165

5.1.2数据信号 166

5.1.3视频信号 166

5.2幅度调制 166

5.2.1调幅信号的频谱 167

5.2.2调幅信号的功率 167

5.2.3调幅信号的噪声 168

5.2.4不同形式的幅度调制 169

5.3频率调制 174

5.3.1调频信号的频谱 175

5.3.2窄带和宽带调频 177

5.3.3 FM信号中的噪声 177

5.3.4 FM信号的产生 180

5.3.5 FM信号的检测 181

5.4脉冲通信系统 186

5.4.1模拟脉冲通信系统 187

5.4.2数字脉冲通信系统 188

5.5采样定理 191

5.6香农-哈特利定理 191

5.7数字调制技术 193

5.7.1幅移键控（ASK） 193

5.7.2频移键控（FSK） 194

5.7.3相移键控（PSK） 194

5.7.4差分相移键控（DPSK） 195

5.7.5正交相移键控（QPSK） 195

5.7.6偏移QPSK 197

5.7.7 8PSK和16PSK 198

5.7.8正交幅度调制（QAM） 199

5.7.9幅度相移键控（APSK） 199

5.8多路复用技术 200

5.8.1频分复用（FDM） 200

5.8.2时分复用（TDM） 201

5.8.3码分复用（CDM） 202

进一步阅读 204

互联网网站 204

术语表 205

第6章 多址接入技术 208

6.1多址接入技术简介 208

6.2频分多址（FDMA） 209

6.2.1按需分配FDMA 211

6.2.2预分配FDMA 211

6.2.3计算C／N比 211

6.3单路单载波（SCPC）系统 213

6.3.1 SCPC／FM／FDMA系统 213

6.3.2 SCPC／PSK／FDMA系统 214

6.4多路单载波（MCPC）系统 215

6.4.1 MCPC／FDM／FM／FDMA系统 215

6.4.2 MCPC／PCM-TDM／PSK／FDMA系统 216

6.5时分多址（TDMA） 216

6.6 TDMA帧结构 217

6.6.1参考突发 218

6.6.2业务突发 218

6.6.3保护时间 218

6.7 TDMA突发结构 218

6.7.1载波和时钟恢复序列 218

6.7.2独特字 218

6.7.3信令信道 219

6.7.4业务信息 220

6.8计算独特字检测概率 220

6.9 TDMA帧效率 221

6.10业务控制与协调 221

6.11帧捕获与同步 223

6.11.1从接收帧中提取业务突发 223

6.11.2业务突发的传输 223

6.11.3帧同步 223

6.12 FDMA与TDMA 225

6.12.1 TDMA对 FDMA的优点 225

6.12.2 TDMA对FDMA的缺点 225

6.13码分多址（CDMA） 225

6.13.1 DS-CDMA的发送和接收 226

6.13.2跳频CDMA系统（FH - CDMA） 228

6.13.3跳时CDMA （TH -CDMA）系统 229

6.13.4 DS -CDMA、FH-CDMA和TH -CDMA系统的比较 229

6.14空分多址（SDMA） 231

6.14.1 SDMA中的频率重用 231

6.14.2 SDMA／FDMA系统 232

6.14.3 SDMA／TDMA系统 233

6.14.4 SDMA／CDMA系统 233

进一步阅读 233

互联网网址 234

术语表 234

第7章 卫星链路设计基础 236

7.1传输方程 236

7.2卫星链路参数 237

7.2.1工作频率的选择 237

7.2.2对传播的考虑 238

7.2.3对噪声的考虑 238

7.2.4干扰相关的问题 238

7.3对频率的考虑 239

7.4对传播的考虑 242

7.4.1自由空间损耗 243

7.4.2气体吸收 243

7.4.3雨衰 244

7.4.4云衰减 245

7.4.5由于折射引起的信号衰落 245

7.4.6电离层相关的影响 245

7.4.7多径信号的衰落 248

7.5传播效应的对抗技术 250

7.5.1衰减补偿技术 250

7.5.2去极化补偿技术 251

7.6对噪声的考虑 251

7.6.1热噪声 251

7.6.2噪声系数 252

7.6.3噪声温度 253

7.6.4级联的噪声系数和噪声温度 253

7.6.5天线的噪声温度 254

7.6.6系统总体噪声温度 257

7.7干扰相关问题 259

7.7.1互调失真 259

7.7.2卫星与地面链路之间的干扰 261

7.7.3相邻卫星的干扰 262

7.7.4交叉极化干扰 264

7.7.5相邻信道干扰 264

7.8天线增益-噪声温度比（G／T） 267

7.9链路设计 268

7.9.1链路设计步骤 269

7.9.2链路预算 269

7.10多点波束技术 272

进一步阅读 274

互联网网址 275

术语表 275

第8章 地球站 277

8.1地球站 277

8.2地球站的类型 278

8.2.1固定卫星服务（FSS）地球站 279

8.2.2广播卫星服务（BSS）地球站 279

8.2.3移动卫星服务（MSS）地球站 280

8.2.4单功能站 280

8.2.5关口站 280

8.2.6远端传送站 281

8.3地球站的结构 282

8.4地球站的设计考虑 283

8.4.1关键性能参数 284

8.4.2地球站设计优化 285

8.4.3环境和站点考虑 285

8.5地球站测试 286

8.5.1单元和子系统级测试 286

8.5.2系统级测试 286

8.6地球站的硬件 291

8.6.1 RF设备 291

8.6.2 IF和基带设备 298

8.6.3地面接口 298

8.7卫星跟踪 301

8.7.1卫星跟踪系统框图 301

8.7.2跟踪技术 301

8.8一些有代表性的地球站 306

8.8.1贡希利（Goonhilly）卫星地球站 306

8.8.2马德莱（Madley）通信中心 307

8.8.3马德里深空通信综合体 307

8.8.4堪培拉（Canberra）深空通信综合体 308

8.8.5金石（Goldstone）深空通信综合体 309

8.8.6金银花溪（Honeysuckle Creek）跟踪站 309

8.8.7盖娜点（Kaena Point）卫星跟踪站 310

8.8.8武吉知马（Bukit Timah）卫星地球站 310

8.8.9国际通信卫星远程传送地球站 311

8.8.10 SUPARCO卫星地面站 312

8.8.11马卡里奥斯（Makarios）卫星地球站 312

8.8.12 Raisting地球站 313

8.8.13印度深空网 313

术语表 314

第9章 联网的概念 317

9.1简介 317

9.2网络特性 317

9.2.1可用性 317

9.2.2可靠性 318

9.2.3安全性 318

9.2.4吞吐量 319

9.2.5可扩展性 320

9.2.6拓扑结构 320

9.2.7成本 320

9.3应用和服务 320

9.3.1卫星和网络服务 321

9.3.2卫星服务 321

9.3.3网络服务 321

9.3.4互联网服务 322

9.4网络拓扑结构 324

9.4.1总线型拓扑结构 324

9.4.2星型拓扑结构 324

9.4.3环型拓扑 325

9.4.4网状型拓扑结构 326

9.4.5树型拓扑结构 326

9.4.6 混合拓扑结构 326

9.5网络技术 328

9.5.1电路交换网络 328

9.5.2分组交换网络 329

9.5.3电路交换与分组交换网络 329

9.6网络协议 330

9.6.1常见的网络协议 330

9.6.2开放系统互联（Open Systems Interconnect， OSI）参考模型 333

9.6.3互联网协议（IP） 335

9.6.4传输控制协议（TCP） 336

9.6.5超文本传输协议（HTTP） 336

9.6.6文件传输协议（FTP） 337

9.6.7简单邮件传输协议（SMTP） 337

9.6.8用户数据报协议（UDP） 337

9.6.9异步传输模式（ATM） 338

9.7卫星星座 338

9.7.1星座几何学 338

9.7.2主要卫星星座 339

9.8与地面网络的互联 342

9.8.1中继器、网桥、交换机和路由器 342

9.8.2协议转换、协议栈和隧道 343

9.8.3服务质量 343

进一步阅读 344

互联网网址 344

术语表 344

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