衛(wèi)星通信新技術(shù)

1、衛(wèi)星通信技術(shù)衛(wèi)星通信技術(shù)2衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信的的優(yōu)勢(shì)優(yōu)勢(shì)l覆蓋區(qū)大覆蓋區(qū)大, ,通信距離遠(yuǎn)通信距離遠(yuǎn), ,三顆同步衛(wèi)星可覆蓋全球三顆同步衛(wèi)星可覆蓋全球l頻帶寬頻帶寬, ,容量大容量大l機(jī)動(dòng)性好機(jī)動(dòng)性好, ,不受地理?xiàng)l件限制不受地理?xiàng)l件限制l通信可靠性高通信可靠性高, ,質(zhì)量好質(zhì)量好, ,穩(wěn)定穩(wěn)定l費(fèi)用與距離無(wú)關(guān)費(fèi)用與距離無(wú)關(guān)l有多址能力有多址能力, ,組網(wǎng)靈活組網(wǎng)靈活l可實(shí)現(xiàn)區(qū)域及全球個(gè)人移動(dòng)通信可實(shí)現(xiàn)區(qū)域及全球個(gè)人移動(dòng)通信主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)狀u 當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信衛(wèi)

2、星通信的發(fā)展前景的發(fā)展前景 我國(guó)衛(wèi)星通信我國(guó)衛(wèi)星通信2121世紀(jì)初發(fā)展基本情況如下世紀(jì)初發(fā)展基本情況如下：（1 1）衛(wèi)星固定通信：空間段建設(shè)大發(fā)展；）衛(wèi)星固定通信：空間段建設(shè)大發(fā)展；相應(yīng)的衛(wèi)星公用通信網(wǎng)、衛(wèi)星專(zhuān)用通信網(wǎng)和衛(wèi)相應(yīng)的衛(wèi)星公用通信網(wǎng)、衛(wèi)星專(zhuān)用通信網(wǎng)和衛(wèi)星廣播電視傳輸網(wǎng)得到較好的發(fā)展。星廣播電視傳輸網(wǎng)得到較好的發(fā)展。（2 2）衛(wèi)星移動(dòng)通信：靜止軌道的便攜式用）衛(wèi)星移動(dòng)通信：靜止軌道的便攜式用戶(hù)終端的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)良好；中戶(hù)終端的全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)良好；中低軌道的手持式用戶(hù)終端的各種全球衛(wèi)星移動(dòng)低軌道的手持式用戶(hù)終端的各種全球衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)不佳。通信系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)不佳。（

3、3 3）衛(wèi)星直接廣播：國(guó)外衛(wèi)星聲音直播系）衛(wèi)星直接廣播：國(guó)外衛(wèi)星聲音直播系統(tǒng)正在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)；國(guó)內(nèi)衛(wèi)星電視直播統(tǒng)正在進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)；國(guó)內(nèi)衛(wèi)星電視直播系統(tǒng)已納入國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，前期建設(shè)系統(tǒng)已納入國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，前期建設(shè)準(zhǔn)備工作已開(kāi)始準(zhǔn)備工作已開(kāi)始。（4 4）衛(wèi)星寬帶通信：積極發(fā)展衛(wèi)星寬帶通）衛(wèi)星寬帶通信：積極發(fā)展衛(wèi)星寬帶通信業(yè)務(wù)；密切跟蹤新型衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)信業(yè)務(wù)；密切跟蹤新型衛(wèi)星寬帶通信系統(tǒng)動(dòng)態(tài)。動(dòng)態(tài)。主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)狀u 當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信的發(fā)展前景的

4、發(fā)展前景 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信定義：利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)激光信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)航天器之間以及航天器與地球站之間的通信。其傳輸速率高、可利用頻帶寬、安全性（可靠性）高、保密性強(qiáng)、終端設(shè)備體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)吸引著各國(guó)專(zhuān)家鍥而不舍地探索。l衛(wèi)星光通信的基本技術(shù)l衛(wèi)星光通信的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 衛(wèi)星光通信的關(guān)鍵技術(shù)衛(wèi)星光通信的關(guān)鍵技術(shù)l 激光器技術(shù)。激光器技術(shù)。l 捕獲、跟蹤與瞄準(zhǔn)技術(shù)捕獲、跟蹤與瞄準(zhǔn)技術(shù)l 精密天線(xiàn)收發(fā)技術(shù)。精密天線(xiàn)收發(fā)技術(shù)。l 調(diào)制、接收調(diào)制、接收技術(shù)。技術(shù)。l 震動(dòng)震動(dòng)抑制技術(shù)。抑制技術(shù)。光學(xué)光學(xué)接收接收解調(diào)解調(diào)星上交星上交換處理?yè)Q處理再調(diào)制再調(diào)制光學(xué)光學(xué)再發(fā)射

5、再發(fā)射 開(kāi)辟了全新的衛(wèi)星通信頻道開(kāi)辟了全新的衛(wèi)星通信頻道 使衛(wèi)星通信容量使衛(wèi)星通信容量大為大為增加數(shù)增加數(shù)據(jù)據(jù)傳輸速率可以做到傳輸速率可以做到 100Gb/s, 100Gb/s, 且有潛在優(yōu)勢(shì)且有潛在優(yōu)勢(shì)。 減小了衛(wèi)星通信設(shè)備的體積和重量減小了衛(wèi)星通信設(shè)備的體積和重量 , ,低能耗低能耗 , , 這將極大這將極大提高衛(wèi)星壽命和星上處理能力。提高衛(wèi)星壽命和星上處理能力。 增加了衛(wèi)星通信的保密性增加了衛(wèi)星通信的保密性。 具有較強(qiáng)的抗干擾能力具有較強(qiáng)的抗干擾能力 其抗干擾性遠(yuǎn)高于衛(wèi)星微波通信。其抗干擾性遠(yuǎn)高于衛(wèi)星微波通信。 衛(wèi)星光通信也具有明顯的缺點(diǎn)衛(wèi)星光通信也具有明顯的缺點(diǎn) , , 最重要是激光星

6、地鏈路最重要是激光星地鏈路受大氣中的降雨、煙塵、霧撞的影響比微波大受大氣中的降雨、煙塵、霧撞的影響比微波大 , , 星地間星地間指向精度要求很指向精度要求很高高。衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信現(xiàn)狀現(xiàn)狀,發(fā)展發(fā)展趨勢(shì)趨勢(shì)l 目前目前， 國(guó)際上研究衛(wèi)星光通信的主要有歐洲、日本和美國(guó)際上研究衛(wèi)星光通信的主要有歐洲、日本和美國(guó)。衛(wèi)星光通信技術(shù)已經(jīng)從關(guān)鍵技術(shù)研究發(fā)展到地面模擬、國(guó)。衛(wèi)星光通信技術(shù)已經(jīng)從關(guān)鍵技術(shù)研究發(fā)展到地面模擬、空間實(shí)驗(yàn)空間實(shí)驗(yàn) 以及工程實(shí)現(xiàn)。已建有專(zhuān)用于衛(wèi)星光通信試驗(yàn)以及工程實(shí)現(xiàn)。已建有專(zhuān)用于衛(wèi)星光通信試驗(yàn)的衛(wèi)星光通信地球站的衛(wèi)星光通信地球站 , ,可以預(yù)期可以預(yù)期 , , 衛(wèi)星光通信的發(fā)展將衛(wèi)

7、星光通信的發(fā)展將會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)新的衛(wèi)星通信革命。會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)新的衛(wèi)星通信革命。隨著衛(wèi)星激光通信關(guān)鍵技術(shù)的突破隨著衛(wèi)星激光通信關(guān)鍵技術(shù)的突破和激光所具有的優(yōu)勢(shì)逐步體現(xiàn)，業(yè)和激光所具有的優(yōu)勢(shì)逐步體現(xiàn)，業(yè)界的專(zhuān)家達(dá)成一致意見(jiàn)：面對(duì)日益界的專(zhuān)家達(dá)成一致意見(jiàn)：面對(duì)日益增長(zhǎng)的高數(shù)據(jù)率和大通信容量的需增長(zhǎng)的高數(shù)據(jù)率和大通信容量的需求，必須用光通信來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信。求，必須用光通信來(lái)實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信。未來(lái)世界的通信體系將是一個(gè)天上未來(lái)世界的通信體系將是一個(gè)天上衛(wèi)星光網(wǎng)和地面光纖光網(wǎng)連接一起衛(wèi)星光網(wǎng)和地面光纖光網(wǎng)連接一起的空地激光通信的空地激光通信體系體系。近年來(lái)近年來(lái)的商業(yè)需求和空間信息公路、信息高速的商業(yè)需求和空間信息

8、公路、信息高速公路公路的發(fā)展的發(fā)展, ,對(duì)衛(wèi)星間激光鏈路技術(shù)要求更加迫切對(duì)衛(wèi)星間激光鏈路技術(shù)要求更加迫切, ,這這些已經(jīng)作為美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)發(fā)展該方面技術(shù)的些已經(jīng)作為美國(guó)、歐洲、日本等國(guó)發(fā)展該方面技術(shù)的動(dòng)力動(dòng)力, ,并正向商業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化。并正向商業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化?，F(xiàn)在現(xiàn)在空間光通信系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)主要是空間光通信系統(tǒng)發(fā)展的趨勢(shì)主要是: :( (1) 1) 空間光通信系統(tǒng)的應(yīng)用正在向低軌道小空間光通信系統(tǒng)的應(yīng)用正在向低軌道小衛(wèi)星衛(wèi)星星座星座星間激光鏈路發(fā)展星間激光鏈路發(fā)展; ; ( (2) 2) 激光星間鏈路用戶(hù)終端向小型化、一體化方向發(fā)激光星間鏈路用戶(hù)終端向小型化、一體化方向發(fā)展展; ;( (3)

9、3) 低低軌道軌道小衛(wèi)星星座激光鏈路正進(jìn)入商業(yè)化小衛(wèi)星星座激光鏈路正進(jìn)入商業(yè)化、實(shí)用化實(shí)用化發(fā)展階段。發(fā)展階段。主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)狀u 當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信的發(fā)展前景衛(wèi)星通信的發(fā)展前景 l北斗衛(wèi)星系統(tǒng)介紹l北斗衛(wèi)星系統(tǒng)任務(wù)及功能l北斗衛(wèi)星系統(tǒng)功能應(yīng)用及面臨的挑戰(zhàn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通通信系統(tǒng)信系統(tǒng)（CNSSCNSS），是繼美），是繼美全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)（GPSGPS）和俄）和俄GLONASS

10、GLONASS之后第三個(gè)成熟的之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶(hù)端組成，可系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶(hù)端組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類(lèi)用戶(hù)在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類(lèi)用戶(hù)提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力。務(wù)，并具短報(bào)文通信能力。工程建設(shè)系統(tǒng)組成： 空間段：由5顆GEO衛(wèi)星和30顆Non-GEO衛(wèi)星組成Non-GEO 衛(wèi)星GEO 衛(wèi)星星座 四四大功能大功能短短報(bào)文通信報(bào)文通信： 北斗系統(tǒng)用戶(hù)終端具有雙向報(bào)文通信功能，用戶(hù)可以一次傳送40-60個(gè)漢字的短報(bào)文信息。 可以達(dá)到一次傳送達(dá)120個(gè)

11、漢字的信息。在遠(yuǎn)洋航行中有重要的應(yīng)用價(jià)值。 精密精密授時(shí)授時(shí)： 北斗系統(tǒng)具有精密授時(shí)功能，可向用戶(hù)提供20ns-100ns時(shí)間同步精度。 定位定位精度精度： 精度100米(1)，設(shè)立標(biāo)校站之后為20米(類(lèi)似差分狀態(tài))。工作頻率：2491.75MHz。 系統(tǒng)系統(tǒng)容納的最大用戶(hù)數(shù)容納的最大用戶(hù)數(shù)： 每小時(shí)540000戶(hù)。軍用功能軍用功能民用功能民用功能個(gè)人位置 服務(wù)氣象應(yīng)用 道路交通管理鐵路智能交通海運(yùn)和水運(yùn) 航空運(yùn)輸 應(yīng)急救援北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的軍事功能與GPS類(lèi)似，如：飛機(jī)、導(dǎo)彈、水面艦艇和潛艇的定位導(dǎo)航；彈道導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)發(fā)射車(chē)、自行火炮與多管火箭發(fā)射車(chē)等武器載具發(fā)射位置的快速定位，以縮短反應(yīng)

12、時(shí)間；人員搜救、水上排雷定位等。 中國(guó)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室主任冉承其稱(chēng)，按照“質(zhì)量、安全、應(yīng)用、效益”的總要求，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)照“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略穩(wěn)步推進(jìn)。 2000年建成了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航試驗(yàn)系統(tǒng)，使中國(guó)成為世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。 建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，2012年左右 形成覆蓋亞太大部分地區(qū)的服務(wù)能力。 2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)形 成全球覆蓋能力。一、部署進(jìn)度的比拼。（四大全球系統(tǒng)部署的時(shí)間進(jìn)度是個(gè)重大考驗(yàn)，捷足先登是成功的第一步。GPS在這方面遙遙領(lǐng)先，GLONASS正在恢復(fù)建設(shè)中，Galileo遭遇資金困境，北斗系統(tǒng)若要搶占市場(chǎng)，在系統(tǒng)部署方面面臨挑戰(zhàn)。） 二

13、、衛(wèi)星性能的競(jìng)爭(zhēng)。（導(dǎo)航衛(wèi)星設(shè)計(jì)和研制水平?jīng)Q定著系統(tǒng)的性能，目前北斗衛(wèi)星設(shè)計(jì)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外導(dǎo)航衛(wèi)星水平，在未來(lái)發(fā)展中要不斷自主創(chuàng)新，爭(zhēng)取在國(guó)際導(dǎo)航衛(wèi)星研制領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。 ）三、系統(tǒng)發(fā)展的博弈。（未來(lái)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)需要持續(xù)的發(fā)展建設(shè)，以滿(mǎn)足用戶(hù)要求；需要國(guó)家持續(xù)的經(jīng)費(fèi)投入、人才培養(yǎng)、產(chǎn)業(yè)推廣，以確保我國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在未來(lái)發(fā)展與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。）主要內(nèi)容主要內(nèi)容u 我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展我國(guó)衛(wèi)星通信發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)狀u 當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)當(dāng)代衛(wèi)星通信新技術(shù)u 衛(wèi)星光通信衛(wèi)星光通信u 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信在三網(wǎng)融合領(lǐng)域的在三網(wǎng)融合領(lǐng)域的應(yīng)用應(yīng)用u 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)u 衛(wèi)星通信衛(wèi)星通信的發(fā)展前景的發(fā)展前景 (1)地面電信網(wǎng)通常由交換網(wǎng)、傳輸網(wǎng)和接入網(wǎng)組成，現(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)都 可實(shí)現(xiàn)上述功能。 (2)隨著衛(wèi)星固定通信業(yè)務(wù)和衛(wèi)星直接廣播業(yè)務(wù)用戶(hù)終端進(jìn)一步小型化和 可移動(dòng)性，與衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)用戶(hù)終端的區(qū)別將減??； (3)