現(xiàn)代通信技術(shù)概論第6章衛(wèi)星通信系統(tǒng)

1、現(xiàn)代通信技術(shù)概論現(xiàn)代通信技術(shù)概論2第第6章章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.1 概述6.2 衛(wèi)星運(yùn)行軌道6.3 衛(wèi)星通信的多址方式6.4 VSAT系統(tǒng)6.5 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)36.1 概述概述6.1.1衛(wèi)星通信發(fā)展簡史6.1.2衛(wèi)星通信的特點(diǎn)6.1.3衛(wèi)星通信的工作頻段6.1.4衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成6.1.5衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類46.1 概述概述o 衛(wèi)星通信是指設(shè)置在地球上（包括地面、水面衛(wèi)星通信是指設(shè)置在地球上（包括地面、水面 和低層大氣中）的無線電通信站之間利用人造和低層大氣中）的無線電通信站之間利用人造 地球衛(wèi)星作中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波，在兩地球衛(wèi)星作中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波，在兩 個或多個

2、地球站之間進(jìn)行的通信。個或多個地球站之間進(jìn)行的通信。o 衛(wèi)星通信是在地面微波中繼通信和空間電子技衛(wèi)星通信是在地面微波中繼通信和空間電子技 術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種通信方式，它是宇術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種通信方式，它是宇 宙無線通信的主要形式之一，也是微波通信發(fā)宙無線通信的主要形式之一，也是微波通信發(fā) 展的一種特殊形式。展的一種特殊形式。56.1.1 衛(wèi)星通信發(fā)展簡史衛(wèi)星通信發(fā)展簡史o衛(wèi)星通信的起源衛(wèi)星通信的起源66.1.1 衛(wèi)星通信發(fā)展簡史衛(wèi)星通信發(fā)展簡史n1957年年10月，前蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆低軌人月，前蘇聯(lián)成功發(fā)射了世界上第一顆低軌人造地球衛(wèi)星造地球衛(wèi)星Sputnik。n1958

3、年，美國宇航局發(fā)射了年，美國宇航局發(fā)射了“SCORE”衛(wèi)星，并通過衛(wèi)星，并通過該衛(wèi)星廣播了美國總統(tǒng)圣誕節(jié)祝詞。該衛(wèi)星廣播了美國總統(tǒng)圣誕節(jié)祝詞。n1962年，美國電話電報(bào)公司發(fā)射了年，美國電話電報(bào)公司發(fā)射了“電星電星” ，它可進(jìn)，它可進(jìn)行電話、電視、傳真和數(shù)據(jù)的傳輸。行電話、電視、傳真和數(shù)據(jù)的傳輸。n1964年年8月，美國發(fā)射了首顆靜止軌道的通信衛(wèi)星月，美國發(fā)射了首顆靜止軌道的通信衛(wèi)星“辛辛康姆康姆3號號”（SYNCOM-3），并利用它成功地進(jìn)行了電），并利用它成功地進(jìn)行了電話、電視和傳真的傳輸試驗(yàn)。話、電視和傳真的傳輸試驗(yàn)。 n1965年年4月，月，INTELSAT把原名為把原名為“晨鳥晨鳥”

4、 的第的第1代代“國際電信衛(wèi)星國際電信衛(wèi)星” 射入地球靜止軌道。射入地球靜止軌道。n1970年年4月月24日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功地發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星射了第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號東方紅一號”。 76.1.2 衛(wèi)星通信的特點(diǎn)衛(wèi)星通信的特點(diǎn)o通信時(shí)延較長通信時(shí)延較長o通信鏈路易受外部條件影響通信鏈路易受外部條件影響 o存在星蝕和日凌中斷現(xiàn)象存在星蝕和日凌中斷現(xiàn)象 86.1.3 衛(wèi)星通信的工作頻段衛(wèi)星通信的工作頻段o選擇工作頻段時(shí)考慮的因素選擇工作頻段時(shí)考慮的因素n 工作頻段的電磁波應(yīng)能輕易穿透電離層；n 電波傳播損耗應(yīng)盡可能地??；n 天線系統(tǒng)引入

5、的外部噪聲要??； n 有較寬可用頻帶，與地面現(xiàn)有的通信系統(tǒng)的兼容性要好，且相互間的干擾要??；n 星上設(shè)備重量要輕，消耗的功率要??；n 盡可能地利用現(xiàn)有的通信技術(shù)和設(shè)備；n 與其他通信、雷達(dá)等電子系統(tǒng)或電子設(shè)備之間的相互干擾要小。96.1.3 衛(wèi)星通信的工作頻段衛(wèi)星通信的工作頻段o衛(wèi)星通信的頻段范圍衛(wèi)星通信的頻段范圍n 衛(wèi)星通信的頻率范圍一般選在微波頻段（300MHz 300GHz）。n 微波頻段的特點(diǎn)是：有較寬的頻譜，可以獲得較大的通信容量；天線增益高、尺寸?。滑F(xiàn)有的微波通信設(shè)備稍加改造就可以利用。此外，考慮到衛(wèi)星處于電離層之外的外層空間，而微波頻率恰恰能夠較容易地穿透電離層。 106.1.3

6、 衛(wèi)星通信的工作頻段衛(wèi)星通信的工作頻段微波頻段微波頻段頻率范圍頻率范圍（GHz）微波頻段微波頻段頻率范圍頻率范圍（GHz）微波頻段微波頻段頻率范圍頻率范圍（GHz）L1 2K18 26E60 90S2 4Ka26 40W75 110C4 8Q33 50D110 170X8 12U40 60G140 220Ku12 18V50 75Y220 325116.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成126.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成o空間段空間段13通信衛(wèi)星的組成通信衛(wèi)星的組成146.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成n通信分系統(tǒng)通信分系統(tǒng) 衛(wèi)星上的通信分系統(tǒng)又稱為轉(zhuǎn)

7、發(fā)器，它實(shí)際上是一個提供衛(wèi)星發(fā)射天線和接收天線之間鏈路連接的設(shè)備，是構(gòu)成衛(wèi)星通信的中樞，其功能是使衛(wèi)星具有接收、處理并重發(fā)信號的能力。 轉(zhuǎn)發(fā)器按照變頻方式和傳輸信號形式的不同可分為單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器、雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器和星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器。 156.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器單變頻轉(zhuǎn)發(fā)器166.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器雙變頻轉(zhuǎn)發(fā)器176.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器186.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成n天線分系統(tǒng)天線分系統(tǒng) 天線分系統(tǒng)承擔(dān)了接收上行鏈路信號和發(fā)射下行鏈路信號的雙重任務(wù)。 衛(wèi)

8、星天線分為遙測指令天線和通信天線兩類。 196.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成n跟蹤、遙測和指令（跟蹤、遙測和指令（TT&C）分系統(tǒng)）分系統(tǒng) 跟蹤設(shè)備用來為地球站跟蹤衛(wèi)星發(fā)送信標(biāo)。 遙測部分用來對所有的衛(wèi)星分系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，獲得有關(guān)衛(wèi)星姿態(tài)及星內(nèi)各部分工作狀態(tài)等的數(shù)據(jù)，經(jīng)放大、多路復(fù)用、編碼、調(diào)制等處理后，通過專用的發(fā)射機(jī)和天線發(fā)給地面的TT&C站。 指令部分專門用來接收和譯出TT&C站發(fā)給衛(wèi)星的指令，控制衛(wèi)星的運(yùn)行。206.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成n控制分系統(tǒng)控制分系統(tǒng) 控制分系統(tǒng)（CS）由一系列機(jī)械的或電子的可控調(diào)整裝置組成，在TT&

9、amp;C站的指令控制下完成對衛(wèi)星軌道位置、姿態(tài)、工作狀態(tài)等的調(diào)整與控制。 CS需要完成兩種控制，即姿態(tài)控制和位置控制。姿態(tài)控制主要是保證天線波束始終對準(zhǔn)地球，同時(shí)確保太陽能電池帆板始終對準(zhǔn)太陽。位置控制用來消除天體引力產(chǎn)生的攝動影響，使衛(wèi)星與地球的相對位置保持固定。 216.1.4 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成n電源分系統(tǒng)電源分系統(tǒng) 通信衛(wèi)星的電源除要求體積小、重量輕、效率高之外，最主要的還應(yīng)在其壽命期內(nèi)保持輸出足夠的電能。 在宇宙空間，陽光是最重要的能源，在有光照時(shí)，主要使用太陽能電池產(chǎn)生功率；當(dāng)衛(wèi)星處于發(fā)射狀態(tài)或處于地球陰影區(qū)時(shí)，使用蓄電池來保證電源功率。 226.1.4 衛(wèi)星通

10、信系統(tǒng)的組成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成o地面段地面段236.1.5 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類o 按照衛(wèi)星的運(yùn)動狀態(tài)（制式），可分為靜止衛(wèi)按照衛(wèi)星的運(yùn)動狀態(tài)（制式），可分為靜止衛(wèi) 星通信系統(tǒng)和非靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)，非靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)和非靜止衛(wèi)星通信系統(tǒng)，非靜止衛(wèi) 星通信系統(tǒng)又可進(jìn)一步分為隨機(jī)運(yùn)動衛(wèi)星通信星通信系統(tǒng)又可進(jìn)一步分為隨機(jī)運(yùn)動衛(wèi)星通信 系統(tǒng)和相位運(yùn)動衛(wèi)星通信系統(tǒng)。系統(tǒng)和相位運(yùn)動衛(wèi)星通信系統(tǒng)。o 按照衛(wèi)星的通信覆蓋區(qū)范圍，可分為全球衛(wèi)星按照衛(wèi)星的通信覆蓋區(qū)范圍，可分為全球衛(wèi)星 通信系統(tǒng)、國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)、國內(nèi)衛(wèi)星通信通信系統(tǒng)、國際衛(wèi)星通信系統(tǒng)、國內(nèi)衛(wèi)星通信 系統(tǒng)和區(qū)域衛(wèi)星通信系統(tǒng)。系統(tǒng)和

11、區(qū)域衛(wèi)星通信系統(tǒng)。246.1.5 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類o 按照衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)，可分為無源衛(wèi)星通信系統(tǒng)按照衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)，可分為無源衛(wèi)星通信系統(tǒng) （被動衛(wèi)星通信系統(tǒng)）和有源衛(wèi)星通信系統(tǒng)（被動衛(wèi)星通信系統(tǒng)）和有源衛(wèi)星通信系統(tǒng) （主動衛(wèi)星通信系統(tǒng)）。（主動衛(wèi)星通信系統(tǒng)）。o 按照多址方式，可分為頻分多址衛(wèi)星通信系按照多址方式，可分為頻分多址衛(wèi)星通信系 統(tǒng)、時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)、碼分多址衛(wèi)星統(tǒng)、時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)、碼分多址衛(wèi)星 通信系統(tǒng)、空分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)、混合多通信系統(tǒng)、空分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)、混合多 址衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。址衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。o 按照所傳輸信號的體制，可分為模擬衛(wèi)星通按照所傳輸

12、信號的體制，可分為模擬衛(wèi)星通 信系統(tǒng)和數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)。信系統(tǒng)和數(shù)字衛(wèi)星通信系統(tǒng)。256.1.5 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類o 按照用戶性質(zhì)，可分為商用衛(wèi)星通信系統(tǒng)、專按照用戶性質(zhì)，可分為商用衛(wèi)星通信系統(tǒng)、專 用衛(wèi)星通信系統(tǒng)和軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)。用衛(wèi)星通信系統(tǒng)和軍用衛(wèi)星通信系統(tǒng)。o 按照通信業(yè)務(wù)種類，可分為固定業(yè)務(wù)衛(wèi)星通信按照通信業(yè)務(wù)種類，可分為固定業(yè)務(wù)衛(wèi)星通信 系統(tǒng)、移動業(yè)務(wù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、廣播電視衛(wèi)星系統(tǒng)、移動業(yè)務(wù)衛(wèi)星通信系統(tǒng)、廣播電視衛(wèi)星 通信系統(tǒng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及教學(xué)、通信系統(tǒng)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星通信系統(tǒng)以及教學(xué)、 氣象、導(dǎo)航、軍事等衛(wèi)星通信系統(tǒng)等。氣象、導(dǎo)航、軍事等衛(wèi)星通信系

13、統(tǒng)等。o 按照工作頻段，可分為特高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)、按照工作頻段，可分為特高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)、 超高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)、極高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)和超高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)、極高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)和 激光衛(wèi)星通信系統(tǒng)。激光衛(wèi)星通信系統(tǒng)。266.2 衛(wèi)星運(yùn)行軌道衛(wèi)星運(yùn)行軌道6.2.1 衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律6.2.2 衛(wèi)星軌道分類6.2.3 衛(wèi)星軌道的攝動276.2.1 衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律o開普勒第一定律開普勒第一定律軌道定律軌道定律 衛(wèi)星運(yùn)動的軌道一般是一個橢圓，一個橢圓有兩個焦點(diǎn)，雙體系統(tǒng)的質(zhì)量中心稱為質(zhì)心，它始終處在其中一個焦點(diǎn)上。質(zhì)心與地球中心是重合的，即地球的中心始終位于該橢圓的一個焦點(diǎn)上。 ss

14、ssVeearcos112286.2.1 衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律o開普勒第二定律開普勒第二定律面積定律面積定律 在單位時(shí)間內(nèi)，衛(wèi)星的地心向徑，即地球質(zhì)心與衛(wèi)星質(zhì)心間的距離向量，掃過的面積相等。 pdtdrr296.2.1 衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律衛(wèi)星運(yùn)動的基本規(guī)律o開普勒第三定律開普勒第三定律軌道周期定律軌道周期定律 衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動一圈的周期為，其平方與軌道橢圓半長軸的立方之比為一常數(shù)，而該常量等于地球引力常數(shù)的倒數(shù)。 GMaTss2324306.2.2 衛(wèi)星軌道分類衛(wèi)星軌道分類o按軌道高度分類按軌道高度分類n 低軌道（LEO：Low Earth Orbit）：距離地球表面大約為70

15、0 1500km；n 中軌道（MEO：Medium Earth Orbit）：距離地球表面10000km左右；n 高橢圓軌道（HEO：Highly Elliptic Orbit）:距離地球表面的最近點(diǎn)為100021,000km，最遠(yuǎn)點(diǎn)為39, 500 50, 600km；n 同步軌道（GEO：Geostationary Earth Orbit）：距離地球表面35, 786km。316.2.2 衛(wèi)星軌道分類衛(wèi)星軌道分類o按軌道形狀分類按軌道形狀分類n 圓形軌道（e=0）n 橢圓形軌道（1e0）o按軌道平面傾角分類按軌道平面傾角分類 n 赤道軌道：i=0，軌道面與赤道面重合。n 傾斜軌道：0 i

16、90 ，軌道面與赤道面成一個夾角，傾斜于赤道面。n 極軌道： i= 90 ，軌道面穿過地球的南北兩極，與赤道面呈垂直狀。 326.2.3 衛(wèi)星軌道的攝動衛(wèi)星軌道的攝動o引起衛(wèi)星軌道攝動的主要力學(xué)因素引起衛(wèi)星軌道攝動的主要力學(xué)因素n 地球引力場的不均勻性n 地球大氣層阻力 n 太陽、月亮引力的作用 n 太陽光壓 336.3 衛(wèi)星通信的多址方式衛(wèi)星通信的多址方式6.3.1 頻分多址6.3.2 時(shí)分多址 6.3.3 碼分多址6.3.4 空分多址346.3.1 頻分多址頻分多址356.3.2 時(shí)分多址時(shí)分多址366.3.3 碼分多址碼分多址376.3.4 空分多址空分多址38上述四種多址方式的比較上述

17、四種多址方式的比較參見表參見表6-2。396.4 VSAT系統(tǒng)系統(tǒng)6.4.1 VSAT網(wǎng)的組成6.4.2 VSAT的工作過程406.4.1 VSAT網(wǎng)的組成網(wǎng)的組成416.4.1 VSAT網(wǎng)的組成網(wǎng)的組成o主站（中心站）主站（中心站）n 主站又稱中心站（中央站）或樞紐站，是 VSAT網(wǎng)的重要組成部分。n 主站使用大型天線，其天線直徑一般約為3.5 8 m（Ku波段）或7 13 m（C波段），并配有高功率放大器、低噪聲放大器、上/下變頻器、調(diào)制解調(diào)器及數(shù)據(jù)接口設(shè)備等。n 主站內(nèi)設(shè)有一個網(wǎng)絡(luò)控制中心，對全網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控和管理。n 主站的設(shè)備皆設(shè)有備份。 426.4.1 VSAT網(wǎng)的組成網(wǎng)的組成

18、o小站（小站（VSAT）n VSAT小站由小口徑天線、室外單元和室內(nèi)單元組成。n VSAT天線有正饋和偏饋兩種形成，正饋天線尺寸較大，而偏饋天線尺寸小、性能好，且結(jié)構(gòu)上不易積冰雪，因此常被采用。n 室外單元主要包括GaAsFET固態(tài)功放、低噪聲場效應(yīng)管放大器、上/下變頻器和相應(yīng)的監(jiān)測電路等。n 室內(nèi)單元主要包括調(diào)制解調(diào)器、編譯碼器和數(shù)據(jù)接口設(shè)備等。436.4.1 VSAT網(wǎng)的組成網(wǎng)的組成o空間段空間段n VSAT網(wǎng)的空間部分是C頻段或Ku頻段同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。446.4.2 VSAT的工作過程的工作過程 在VSAT網(wǎng)中，小站和主站通過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器連成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所有的小站可直接與主站互通。小站之

19、間的通信以雙跳方式來完成，即由小站首先將信號發(fā)送給主站，然后由主站轉(zhuǎn)發(fā)給其它小站。在VSAT網(wǎng)中，一般采用分組傳輸方式，任何進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)在網(wǎng)內(nèi)發(fā)送之前首先要進(jìn)行格式化，即每份較長的數(shù)據(jù)分解成若干固定長度的“段”，每“段”再加上必要的地址和控制信息并按規(guī)定的格式進(jìn)行排列作為信息傳輸單位，通常稱之為“分組”。 456.4.2 VSAT的工作過程的工作過程o出站（出站（outbound）傳輸）傳輸 n 在VSAT網(wǎng)中，主站向外方向發(fā)送的數(shù)據(jù)，也即從主站通過衛(wèi)星向小站方向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為出站傳輸。n 出站信道通常采用時(shí)分復(fù)用（TDM）或統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用（STDM）技術(shù)組成TDM幀，通過衛(wèi)星以廣播方式發(fā)向所

20、有遠(yuǎn)端小站。 466.4.2 VSAT的工作過程的工作過程TDM幀結(jié)構(gòu) 476.4.2 VSAT的工作過程的工作過程o入站（入站（inbound）傳輸）傳輸 n 各遠(yuǎn)端小站通過衛(wèi)星向主站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)稱為入站傳輸數(shù)據(jù)。n 在VSAT網(wǎng)中，各用戶終端可以隨機(jī)地產(chǎn)生信息，由此入站數(shù)據(jù)一般采用隨機(jī)方式發(fā)射突發(fā)性信號。n 采用信道共享協(xié)議，一個入站信道可以同時(shí)容納許多小站。 486.4.2 VSAT的工作過程的工作過程TDMA信道幀結(jié)構(gòu) 496.5 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)6.5.1 全球定位系統(tǒng)（GPS）6.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 6.5.3 “北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) 5

21、06.5.1 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）oGPS構(gòu)成構(gòu)成n 空間部分（GPS星座）n 控制部分（地面監(jiān)控系統(tǒng)）n 用戶部分（GPS信號接收機(jī)） 516.5.1 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）526.5.1 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）n空間部分空間部分（空間段）（空間段） 由運(yùn)行在20, 200km高空的24顆GPS工作衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座，其中包括21顆用于導(dǎo)航的衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星。 24顆衛(wèi)星均勻分布在6個軌道平面內(nèi)，軌道傾角為55，各個軌道平面之間夾角為60 ，每顆衛(wèi)星的正常運(yùn)行周期為11h58min，若考慮地球自轉(zhuǎn)等因素，將提前4min進(jìn)入下一個周期。536.

22、5.1 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）n控制部分控制部分（控制段）（控制段） 由分布在全球的若干個跟蹤站組成的監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成，具有跟蹤、計(jì)算、更新及監(jiān)視功能，用于控制系統(tǒng)中所有的衛(wèi)星。 根據(jù)跟蹤站作用的不同，又可將其分為主控站、監(jiān)控站和注入站。 546.5.1 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）n用戶部分用戶部分（用戶段）（用戶段） 所有用戶裝置及其支持設(shè)備的集合。 典型的用戶設(shè)備包括一部GPS接收機(jī)/處理器、一部天線、計(jì)算機(jī)和CDU（控制和顯示單元）四個主要部件。 556.5.1 全球定位系統(tǒng)（全球定位系統(tǒng)（GPS）oGPS定位定位n GPS的定位原理就是利用空間分布的衛(wèi)星以及衛(wèi)星與地

23、面點(diǎn)的距離交會得出地面點(diǎn)位置，簡言之，GPS定位原理是一種空間的距離交會原理。 n GPS的定位方法 若根據(jù)定位模式的不同，可分為絕對定位和相對定位。 若根據(jù)用戶接收機(jī)在定位中的運(yùn)動狀態(tài)不同，可分為靜態(tài)定位和動態(tài)定位。 566.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) o空間部分空間部分n VSAT網(wǎng)的空間部分是C頻段或Ku頻段同步衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器。576.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) oGalileo系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成n 全球設(shè)施部分n 區(qū)域設(shè)施部分n 局域設(shè)施部分n 用戶接收機(jī)及終端 586.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星

24、導(dǎo)航定位系統(tǒng) n全球設(shè)施部分全球設(shè)施部分 Galileo系統(tǒng)的空間段由30顆MEO導(dǎo)航星組成，距離地面約23，616km，分布在三個軌道傾角為56的等間距的軌道上。 地面段由Galileo控制中心、Galileo上行鏈路站、Galileo監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)和Galileo全球通信網(wǎng)絡(luò)組成，具有衛(wèi)星控制和任務(wù)控制功能。衛(wèi)星控制通過使用TT&C上行鏈路進(jìn)行監(jiān)控來實(shí)現(xiàn)對星座的管理；任務(wù)控制是指對導(dǎo)航任務(wù)的核心功能（如定規(guī)、時(shí)鐘同步），以及通過MEO衛(wèi)星發(fā)布完好性消息進(jìn)行全球控制。 596.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) n區(qū)域設(shè)施部分區(qū)域設(shè)施部分 區(qū)域設(shè)施部分由完好性

25、監(jiān)測站網(wǎng)絡(luò)、完好性控制中心和完好性注入站組成。 區(qū)域范圍內(nèi)服務(wù)的提供者可獨(dú)立使用Galileo系統(tǒng)提供的完好性上行鏈路通道發(fā)布區(qū)域完好性數(shù)據(jù)，這將確保每個用戶能夠收到至少由兩顆仰角在25以上的衛(wèi)星提供的完好性信號。 全球最多可設(shè)8個區(qū)域性地面設(shè)施。606.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) n局域設(shè)施部分局域設(shè)施部分 局域設(shè)施部分根據(jù)當(dāng)?shù)氐男枰鰪?qiáng)系統(tǒng)的性能。 局域設(shè)備需要確保完好性檢測，數(shù)據(jù)的處理和發(fā)射。 局域設(shè)施部分應(yīng)包括本地精確導(dǎo)航設(shè)備、本地高精度導(dǎo)航設(shè)備、本地導(dǎo)航輔助設(shè)備和本地?cái)U(kuò)大可用性導(dǎo)航設(shè)備組成。 616.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)全球衛(wèi)

26、星導(dǎo)航定位系統(tǒng) n用戶接收機(jī)及終端用戶接收機(jī)及終端 用戶接收機(jī)及終端的基本功能是在用戶段實(shí)現(xiàn)Galileo系統(tǒng)所提供各種衛(wèi)星無線導(dǎo)航服務(wù)。 626.5.2 Galileo全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)統(tǒng) pGalileo系統(tǒng)與系統(tǒng)與GPS的各種參數(shù)的各種參數(shù)比較系系 統(tǒng)統(tǒng)GalileoGPS衛(wèi)衛(wèi) 星星 總總 數(shù)數(shù)2724軌軌 道道 高高 度度23, 61620, 230軌道平面數(shù)軌道平面數(shù)36軌軌 道道 仰仰 角角5655軌軌 道道 形形 狀狀圓軌道圓軌道圓軌道圓軌道定定 位位 載載 波波L1、L2、L3L1、L2使使 用用 頻頻 段段1164 1215MHz1260 1300MHz1

27、559 1591MHzf1=1575.42MHzf2=1227.6MHz636.5.3 “北斗一號北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng) “北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)是我國自行研制的導(dǎo)航定位系統(tǒng)，也稱為雙星區(qū)域?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)，它是一個全天候、全天時(shí)提供衛(wèi)星導(dǎo)航信息的區(qū)域性導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)覆蓋范圍為東經(jīng)70 145，北緯5 55，可以無縫覆蓋我國全部本土和周邊海域，在中國全境范圍內(nèi)具有良好的導(dǎo)航定位可用性。 646.5.3 “北斗一號北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)o 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成n 空間部分n 地面中心控制系統(tǒng)n 用戶終端 65n空間部分空間部分 空間部分由兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星和一顆備用衛(wèi)星組成，衛(wèi)星不發(fā)射導(dǎo)航電文，也不配備高精度的原子鐘，只是用于在地面中心站與用戶之間進(jìn)行雙向信號中繼。 6.5.3 “北斗一號北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)66n地面中心控制系統(tǒng)地面中心控制系統(tǒng) 地面中心控制系統(tǒng)是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的中樞，包括一個配有電子高程圖的地面中心站、地面網(wǎng)管中心、測軌站、測高站和數(shù)十個分布在全國各地的地面參考標(biāo)校站。 地面中心控制系統(tǒng)主要用于對衛(wèi)星定位、測軌，調(diào)整衛(wèi)星運(yùn)行軌道、姿態(tài)，控制衛(wèi)星的工作，測量和收集校正導(dǎo)航定位參量，以形成用戶定位修