下载文档原格式
【高中地理】人造卫星运行轨道的分类从1970年4月24日到2000年10月31日，我国发射了74个航天器，它们覆盖了地球所拥有的4种轨道。
其中有国产的实验飞船1艘，国产的人造卫星47颗，外国制造的卫星26颗。
现以47颗国产卫星为主，简要介绍一下它们的运行轨道。
顺行轨道逆行轨道的特点就是轨道倾角即为轨道平面与地球赤道平面的夹角大于90度。
在这种轨道上运转的卫星，绝大多数距地面较将近，高度仅为数百公里，故又将其称作近地轨道。
我国地处北半球，必须把卫星送进这种轨道，运载火箭必须朝东南方向升空，这样能利用地球自西向东进动的部分速度，从而可以节约火箭的能量。
地球进动速度可以通过赤道进动速度、升空方位角和发射点地理纬度计算出来。
不难想象，在赤道上朝着正东方向发射卫星，可以利用的速度最小，纬度越高能用的速度越大。
我国用长征一号、风暴一号两种运载火箭发射的8颗科学技术试验卫星，用长征二号、二号丙、二号丁3种运载火箭发射的17颗返回式遥感卫星以及用长征二号f运载火箭发射的神州号试验飞船，都是用顺行轨道。
它们都是从酒泉发射中心起飞被送入近地轨道运行的。
通过长征三号甲运载火箭发射的1颗北斗导航试验卫星也是采用顺行轨道。
顺行轨道逆行轨道的特征是轨道倾角大于90度。
欲把卫星送入这种轨道运行，运载火箭需要朝西南方向发射。
不仅无法利用地球自转的部分速度，而且还要付出额外能量克服地球自转。
因此，除了太阳同步轨道外，一般都不利用这类轨道。
由于地球表面不是理想的球形，其重力原产也不光滑，并使卫星轨道平面在惯性空间中不断变动。
具体地说，地球赤道部分有些鼓涨，对卫星产生了额外的吸引力，给轨道平面额外了1个力矩，并使轨道平面慢慢进动，进动方向与轨道倾角有关。
当轨道倾角大于90度时，力矩就是逆时针方向，轨道平面由西向东进动。
适度调整卫星的轨道高度、倾角和形状，可以并使卫星轨道平面的进动角速度每天东进0.9856度，恰好等同于地球拖太阳太阳的日平均值角速度，这就是应用领域价值很大的圆形太阳同步轨道。
简述卫星通信系统的组成及其特点一、卫星通信系统的组成卫星通信系统是由地球上的用户终端、地面站、卫星和控制中心等多个组成部分组成的。
1. 用户终端：用户终端是卫星通信系统中的最终用户设备，可以是个人电脑、手机、电视等，用于接收和发送通信信号。
2. 地面站：地面站是连接用户终端和卫星的中间节点，负责将用户终端发送的信号转换成卫星可以传输的信号，并将从卫星接收到的信号转发给用户终端。
地面站一般由天线、发射接收设备、信号处理设备和控制系统等组成。
3. 卫星：卫星是卫星通信系统中的核心部分，它位于地球同步轨道或其他轨道上，可以接收地面站发送的信号，并将信号转发给其他地面站。
卫星具有较大的覆盖范围和较高的传输能力，可以实现全球通信覆盖。
4. 控制中心：控制中心是卫星通信系统的管理和控制核心，负责卫星的轨道控制、通信链路管理、资源分配和故障监测等工作。
控制中心通过与地面站和卫星的通信，对卫星通信系统进行实时监控和管理。
二、卫星通信系统的特点卫星通信系统相对于其他通信系统具有以下几个特点：1. 广域覆盖：卫星通信系统可以实现全球范围的通信覆盖，不受地理条件的限制。
无论是在陆地、海洋还是空中，只要能够接收到卫星的信号，就可以实现通信。
2. 高速传输：卫星通信系统的传输速度较快，可以满足大容量数据的传输需求。
由于卫星处于高空轨道上，信号传输的距离相对较短，因此传输延迟较小。
3. 通信稳定：卫星通信系统可以实现稳定的通信连接，不受地面基础设施的限制。
即使在灾害或战争等极端情况下，卫星通信系统仍能保持通信畅通。
4. 弹性扩展：卫星通信系统具有较好的扩展性，可以根据通信需求灵活调整卫星的数量和覆盖范围。
当用户数量增加或通信需求变化时，可以通过增加卫星数量或调整卫星位置来满足需求。
5. 多业务支持：卫星通信系统可以支持多种业务，包括电话通信、数据传输、广播电视、互联网接入等。
不同的业务可以通过卫星通信系统进行集成传输，提高资源利用效率。
卫星通信工作原理卫星通信是通过人造卫星的中继，实现地球任意两点之间的通信。
它已经成为现代通信领域中不可或缺的一部分。
在这篇文章中，我将详细介绍卫星通信的工作原理。
第一部分：卫星通信的基本原理在卫星通信系统中，主要有三个关键的要素：地面站，卫星和用户终端。
地面站用于与用户终端进行通信，并将信息传输到卫星上。
卫星则起到中继信号的作用，将信号从一个地方传输到另一个地方。
用户终端则负责接收和发送信息。
第二部分：卫星通信的具体过程卫星通信的具体过程可以分为以下几个步骤：1. 用户终端发起通信请求。
用户终端向地面站发送通信请求，包括要发送的信息以及目标地点。
2. 地面站与用户终端建立连接。
地面站收到用户终端的请求后，会进行身份验证，并建立与用户终端的通信连接。
3. 地面站将信息传输到卫星上。
一旦与用户终端建立了连接，地面站会将要发送的信息转换成合适的信号，并通过天线将信号发送到卫星上。
4. 卫星接收并中继信号。
卫星接收到从地面站发送的信号后，会对信号进行处理和放大，并通过天线将信号传输到另一地点。
5. 目标地的卫星接收信号。
目标地的卫星接收到信号后，会再次进行处理和放大，并通过天线将信号发送到地面站。
6. 地面站将信号传送给用户终端。
地面站接收到来自卫星的信号后，会将信号转换成用户终端可读的信息，并将其发送给用户终端。
第三部分：卫星通信的优势和应用范围卫星通信相比于其他通信方式，具有以下几个优势：1. 覆盖范围广。
卫星通信可以覆盖地球上的任何一个角落，不受地理位置的限制。
2. 传输距离远。
卫星通信可以实现地球上两点之间的远距离通信，无需进行中继。
3. 抗干扰能力强。
由于卫星通信的信号经过空间传输，相对于地面通信更加稳定，可以抵抗干扰。
卫星通信在许多领域中都有广泛的应用，例如：1. 电视和广播。
卫星通信可以将电视和广播信号传输到全球各地，实现全球范围内的节目传输。
2. 移动通信。
卫星通信可以实现移动电话和卫星电话之间的通信，特别适用于偏远地区或灾区。
便携式卫星站及地面站及方案便携式卫星站及地面站是一种能够实现移动通信的设备。
在现代社会中，通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
然而，有些地区的通信设施可能无法覆盖到，尤其是一些偏远的地方。
为了解决这个问题，便携式卫星站和地面站被开发出来。
便携式卫星站是一种可以随时随地携带的设备，它可以通过卫星与地球上的通信基站进行通信。
便携式卫星站通常包括一个天线、一个发射器和一个接收器。
用户只需要将天线对准天空，就可以发送和接收数据了。
由于其小巧轻便的特点，便携式卫星站非常适合用于户外活动、紧急救援、地质勘探等场合。
地面站是便携式卫星站的补充设备，它通常安装在固定的位置上，用于与卫星进行通信。
地面站包括一个或多个天线、发射机、接收机以及一套完整的通信设备。
地面站需要与卫星进行通信时，会通过调整天线的位置来确保与卫星的连接质量。
地面站可以用于提供卫星通信服务，也可以用于监测和控制卫星运行状态。
为了实现便携式卫星站和地面站的有效通信，需要制定一套完整的方案。
首先，需要选择合适的卫星通信系统。
目前市场上有许多不同的卫星通信系统，每个系统都有其特点和限制。
选择合适的卫星通信系统需要考虑通信范围、带宽要求、成本等因素。
选择合适的天线也是十分重要的。
天线的性能直接影响到卫星与地面站之间的通信质量。
一般来说，天线的增益越高，通信距离就越远，但同时天线的体积和重量也会增加。
在部署便携式卫星站和地面站时，需要选择合适的位置和安装方式。
对于便携式卫星站，可以考虑使用三脚架或者吸盘等固定设备。
而地面站则需要选择一个高地势、视野开阔的地方，以确保与卫星的通信畅通无阻。
最后，为了确保便携式卫星站和地面站的安全可靠运行，还需要考虑供电和维护要求。
便携式卫星站通常使用电池供电，而地面站则需要接入电网。
同时，还需要定期检查设备的运行状况，确保其正常工作。
总的来说，便携式卫星站和地面站是一种能够实现移动通信的设备。
通过选择合适的卫星通信系统、天线和安装方式，并进行适当的供电和维护，可以确保便携式卫星站和地面站的正常运行。
卫星通信系统概述
卫星通信系统是指利用卫星进行通信的一种系统。
卫星通信系统利用
地球上的通信站与卫星进行通信，再通过卫星之间的通信连接实现全球范
围内的通信。
它具有广泛的覆盖范围、高可靠性和持续连接的特点，是现
代通信领域的重要组成部分。
卫星通信系统由地面控制站、卫星及通信设备组成。
地面控制站负责
管理整个系统，并通过射频系统与卫星进行通信。
卫星作为通信中继器，
负责接收、放大和转发信号。
通信设备包括地球站、航天器和卫星地面站，用于连接用户和卫星。
1.广域覆盖能力：卫星通信系统通过卫星之间的通信连接，可以实现
全球范围内的通信覆盖，即使在边远地区也能进行通信。
2.高可靠性：由于卫星通信系统具有多点接入的特点，即使一些通信
节点故障，通信仍然可以通过其他节点进行。
3.持续连接：卫星通信系统可以提供持续的通信连接，不受地理位置
和时间的限制，方便用户进行长时间的通信。
4.大容量传输：卫星通信系统具有较大的带宽和传输速率，可以同时
传输多个通道和大量的数据。
5.灵活性：卫星通信系统可以根据需求进行调整和扩展，适用于不同
规模和需求的通信应用。
然而，卫星通信系统也存在一些挑战和限制：
1.高成本：卫星通信系统的建设和运营成本较高，包括卫星的制造和
发射、地面控制站的建设和维护等。
2.延迟问题：由于信号需要经过地面站、卫星和地面站的传输，卫星通信系统存在一定的信号传输延迟，不适用于实时性要求较高的应用。
3.天气影响：卫星通信系统受天气条件的影响较大，特别是在恶劣天气下，如暴风雨或大雪，信号传输可能会受到干扰或中断。
卫星通信方案卫星通信方案简介卫星通信是通过人造卫星作为中继站传输信号的一种通信方式。
随着科技的进步和人们对通信质量要求的提高，卫星通信在现代社会中扮演着重要的角色。
本文将介绍一种卫星通信方案，包括卫星通信的原理、技术特点以及应用场景等。
原理卫星通信的基本原理是通过卫星作为中继站，将信号从一个地面站点传输到另一个地面站点。
当地面站点A想要与地面站点B进行通信时，地面站点A会将信号发送给卫星，卫星收到信号后再将信号转发给地面站点B。
这种方式可以实现全球范围内的通信。
卫星通信的实现主要依靠以下几个要素：1. 卫星：卫星是卫星通信中的核心组成部分，它负责接收地面站点的信号并将信号转发到目标地面站点。
卫星通信中常用的卫星包括低轨道卫星、中轨道卫星和地球同步卫星。
2. 地面站点：地面站点负责与卫星进行通信，将待传输的信号发送给卫星，并接收卫星转发来的信号。
地面站点一般由天线、发送接收设备以及相关的通信设备组成。
3. 传输介质：卫星通信使用的传输介质主要是电磁波，信号通过电磁波在空中传输。
在卫星通信中，无线电波是最常用的传输介质。
4. 调制解调器：调制解调器是卫星通信中的重要设备，它负责将地面站点发送过来的信号进行调制，同时也对卫星传来的信号进行解调。
调制解调器使得信号能够在卫星通信中进行传输。
技术特点卫星通信具有以下几个技术特点：1. 广域覆盖：卫星通信可以实现全球范围内的通信，不受地理位置限制。
无论是在陆地、海洋还是空中，只要有卫星覆盖，就可以进行通信。
2. 高带宽：卫星通信具有较高的带宽，可以传输大量的数据。
这使得卫星通信在一些需要大带宽的应用场景中具有优势，例如高清视频传输、云计算等。
3. 高可靠性：卫星通信通过多颗卫星组网，实现信号的冗余传输。
即使其中一颗卫星发生故障，其他卫星仍能继续传输信号，保证通信的可靠性。
4. 延迟较大：由于信号在卫星通信中需要经过卫星的中继，所以卫星通信的延迟较大。
这使得卫星通信在一些对实时性要求较高的应用场景中不太适用。
第43卷第3期航天返回与遥感2022年6月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING105面向应急事件的卫星任务规划技术王静巧1,2杨磊1,2庄超然1,2史小金1,2（1 中国四维测绘技术有限公司，北京100094）（2 中国资源卫星应用中心，北京100094）摘要陆地观测卫星在轨运控中，面向用户成像需求的任务规划通常分为常规和应急两种类型。
常规任务规划即根据需求的类型及空间位置，结合卫星轨道信息进行需求过境计算及常规任务安排，以获取卫星影像数据；应急任务规划即通过技术手段实现卫星快速应急成像。
文章通过分析卫星常规及应急运控模式，提出了卫星应急成像任务规划模式下需求统筹、卫星资源综合调度、应急可行性分析、测控和接收资源调度、应急计划快速调整等关键技术，总结了中国陆地观测卫星应急成像能力，对应急任务规划系统设计提出可行性建议，有效地提高了卫星应急时效性。
关键词任务规划应急成像智能匹配动态任务规划陆地观测卫星中图分类号: V445文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2022)03-0105-08DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2022.03.012Emergency-oriented Satellite Mission PlanningWANG Jingqiao1,2YANG Lei1,2ZHUANG Chaoran1,2SHI Xiaojin1,2（1 China Siwei Surveying and Mapping Technology Co. Ltd., Beijing 100094, China）（2 China Centre for Resources Satellite Data and Application, Beijing 100094, China）Abstract In the on-orbit operation and control of land observation satellites, the task planning for user imaging requirements can be divided into two types: conventional and emergency. Conventional mission planning refers to demand transit calculation and routine mission arrangement according to demand type and space location combined with satellite orbit information to obtain satellite image data. Emergency mission planning is to realize satellite rapid emergency imaging by technical means. By analyzing the conventional and emergency operation and control modes of satellites, this paper proposes key technologies such as demand overall planning, satellite resource comprehensive scheduling, emergency feasibility analysis, monitoring and control and receiving resource scheduling, and rapid adjustment of emergency plans under the satellite emergency imaging mission planning mode, and summarizes China's land observation satellite emergency imaging capabilities, and puts forward feasible suggestions on the design of emergency mission planning system, which effectively improves the timeliness of satellite emergency.Keywords mission planning; emergency imaging; intelligent matching; dynamic mission planning; land observation satellite收稿日期：2022-03-15引用格式：王静巧, 杨磊, 庄超然, 等. 面向应急事件的卫星任务规划技术[J]. 航天返回与遥感, 2022, 43(3): 105-112.WANG Jingqiao, YANG Lei, ZHUANG Chaoran, et al. Emergency-oriented Satellite Mission Planning[J]. Spacecraft Recovery & Remote Sensing, 2022, 43(3): 105-112. (in Chinese)106航天返回与遥感2022年第43卷0 引言目前我国民用陆地观测卫星在轨运行20余颗，传感器类型涵盖光学、雷达等，轨道分为高轨和低轨。
中国四大卫星发射中心及其区位条件一、酒泉卫星发射中心自然条件：1、位于40°.6N，99.9°E，地处我国甘肃酒泉市东北部的戈壁腹地，海拔约1000m，面积约2800平方公里，地势平坦开阔。
发射场区为戈壁滩，航区200公里以内基本为无人区，600公里以内没有人口密集的城镇和重要交通干线，航区安全有保证。
发射场区占地面积广，地势开阔，完全满足待发段和上升段航天要求，也是先进的天地往返运输系统最理想的发射和回收着陆场，而且具有很大的发展空间。
2、属于温带沙漠性气候，深居内陆，全年干旱少雨，光照时间长，年均气温8.5°C，相对湿度为35%~55%。
场区气候条件干燥少雨，雷电日少，容易满足发射条件。
社会经济条件：1、酒泉，矿产种类繁多。
工业门类齐全—我国古代飞天艺术的故乡，新中国石油工业的摇篮，现代航天工业的诞生地和发源地，贯穿欧亚大陆桥的交通要冲。
2、已建场30年，拥有雄厚的物质基础，生活设施基本齐全，技术保障。
测控通信，铁路运输，发配电等配套设施完善。
3、交通便利，通讯发达。
场区内已建有大型机场，既可以满足航天器使用飞机快速运输的要求，又可作为参试人员往返乘降飞机的场所。
4、可以充分利用西起喀什、东至福建闽西，距离数千公里，并已基本形成的陆上航天测控网。
二、太原卫星发射中心1.交通便利2.一年之中天气状况良好天数较多3.靠近北京，便于与北京航空航天控制中心联系三、西昌卫星发射中心1、首先是海拔高、纬度低。
发射场地处东经１０２度，北纬２８．２度，平均海拔１５００米。
而我们知道，卫星轨道倾角与发射场的纬度关系十分重大，纬度越低，离赤道越近，就既可以充分利用地球自转的离心力，又可缩短从地面到卫星轨道的距离，从而节省火箭燃料，增加火箭的有效负载。
此外，还可避免一系列火箭研制上复杂的技术问题，简化制造过程。
同时还能够满足将来发射大、小倾角卫星的要求，也有利于卫星和火箭部件的回收。
卫星通信原理卫星通信是一种重要的远程通信方式，通过卫星作为信号传输的中继器，实现了全球范围内的通信覆盖。
卫星通信系统由地面站、卫星和用户终端设备组成，其中卫星是系统中最关键的部分，承担着信号的中继和转发任务。
本文将介绍卫星通信的原理以及相关技术细节。
卫星通信的基本原理卫星通信系统的基本原理是利用地面站向卫星发送信号，再由卫星将信号转发给其他地面站或用户终端设备。
卫星通信系统主要包括下行链路和上行链路两部分。
下行链路是指从卫星向地面站或用户终端设备传输信号的链路，而上行链路则是指从地面站或用户终端设备向卫星传输信号的链路。
卫星通信系统中的卫星通常分为地球同步卫星和非地球同步卫星两种。
地球同步卫星的轨道与地球自转周期相同，因此在地面上看到的卫星位置相对固定，适用于提供稳定的通信服务；非地球同步卫星则以不同速度绕地球运行，可以覆盖更广阔的地区，但通信时延更大。
卫星通信系统的组成地面站地面站是卫星通信系统中与卫星进行通信的终端设备，通常包括天线、发射器和接收器等部分。
地面站负责向卫星发送信号并接收来自卫星的信号，将信号转换成电信号后传输给用户设备或其他地面站。
卫星卫星是卫星通信系统中最关键的部分，其主要功能是接收来自地面站的信号，经过处理后再转发给其他地面站或用户终端设备。
卫星上配备有接收天线和发射天线，用于接收和发送信号。
用户终端设备用户终端设备是卫星通信系统中最终的信号接收和发送终端，通常包括天线、接收器和发射器等部分。
用户终端设备接收来自卫星的信号并进行解码后，将信号传递给用户使用的终端设备，如手机、电视等。
卫星通信技术细节调制解调在卫星通信中，调制解调技术起着至关重要的作用。
调制是指将要发送的数字信号转换成模拟信号，以便在通信传输过程中进行传输；解调则是将接收到的模拟信号转换回数字信号。
常见的调制技术包括调频调制、调幅调制和调相调制等。
多址技术多址技术是在卫星通信中用于实现多用户同时通信的重要技术。
实习四 卫星位置和地面站接收范围
1． 实习目的
1） 理解地面站接收极轨卫星的范围。
2） 会判断地面站接收到卫星信号的起始时间。
3） 能计算出卫星相对于接收站的方位角和仰角。
2． 实习方案
1） 假设要在NUIST （ϕ0=32.2°N ，λ0=118.5°E ）设置一极轨卫星接收站。
极轨卫星轨道高度H=830km 。
取地球半径R=6371 km ，计算该接收站的接收范围δmax
2） 在“实习三”中的图3-3上，标出NUIST 接收站的位置和接收范围δmax ，如图4-1所示意。
（为简单起见，接收范围δmax 用以接收站为圆心、半径为δmax 的圆表示。
可以在Excel 显示的图3-3上用Excel\工具\绘图来手工标出）
图4-1星下点轨迹与地面站接收范围的相对位置示意
NUIST 接收站的位置和接收范围δmax ，也可以标在如图4-2所示的北半球底图上(参考教材图4.24标出经纬度刻度)。
max cos()=R/(R+H)δ∙
图4-2 北半球底图
3） 观察图4-1上的星下点轨迹与NUIST 站接收范围之间的关系。
如果星下点轨迹经过
NUIST 站接收范围，则计算给出地面站可接收卫星信号的起、始时间（注意：轨道报给出的升交点时间为世界时，北京时=世界时+8小时）。
如果星下点轨迹不经过NUIST 站接收范围，则将电子表格中“星下点经度”一列减去“截距”, 再观察图4-1上的星下点轨迹与NUIST 站接收范围之间的关系, 重复此过程，直到图4-1上出现“星下点轨迹经过NUIST 站接收范围”为止。
出现“星下点轨迹经过NUIST 站接收范围”时，请计算给出地面站可接收卫星信号的起、始时间。
4） 利用上一步得到的电子表格中的数据（每2分钟一次的星下点经纬度(,)s s λϕ），用
以下公式计算NUIST 接收站每2分钟一次的卫星方位角α、仰角β。
经度差：∆λ=λs —λ0
大圆δ:
00arccos(sin sin cos cos cos )s s δϕϕϕϕλ=+∆
方位角α:
sin cos arcsin[
]sin s λϕαδ
∆= 仰角β: cos arctan[]sin R R h δβδ-
+=
当β=0时, cos e e R R h
δ=+
此时的δ为max arccos(
)e e R R h
δ=+ 注意: （1）EXCEL 中可查“帮助\数学和三角函数”中相关公式的语法。
（2）用EXCEL 计算三角函数值时, 角度( °)要化作弧度(*3.14/180)。
（3）计算中用到反余弦ACOS(number)、反正弦ASIN(number)、反正切 ATAN( number )。
弧度转为度 DEGREES( 弧度)。
5） 在“实习三”制作的电子表格中增加三列，分别用来填写上述计算得到的δ、α、β。
3． 实习结果
4． 实习结语。
