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卫星通信系统的组成
相较于短波/超波无线通信系统，卫星通信系统的组成要复杂的多。
要实现卫星通信，首先要发射人造地球卫星，还需要保证卫星正常运行的地面测控设备，其次必须有发射与接收信号的各种通信地球站。
一个卫星通信系统的组成是由空间分系统、通信地球站、跟踪遥测及指令分系统和监控管理分系统等四部分组成。
跟踪遥测及指令分系统：它的任务是对卫星进行跟踪测量，控制其准确进入静止轨道的指定位置，待卫星正常运行后，要定期对卫星进行轨道修正和位置保持。
监控管理分系统：它的任务是对定点的卫星在业务开通前、后进行通信性能的监测和控制，例如对卫星转发器功率、卫星天线增益以及地球站发射的功率、射频频率和带宽等基本通信参数进行监控，以保证正常通信。
空间分系统：通信卫星内的主体是通信装置，它的任务是保障部分星体上的遥测指令、控制系统和能源装置等。
地球站：它们是微波无线电收、发信台，用户通过它们接入卫星线路，进行通信。
雅驰实业研发的卫星通信天线，属于卫星通信系统组成中的通信地球站，在恶劣的情况下依然可以实现通信，传输现场实况。
GLONASS 系统简介GLONASS 是 GLObal NAvigation Satellite System( 全球导航卫星系统 ) 的字头缩写，是前苏联从 80 年代初开始建设的与美国 GPS 系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。
现在由俄罗斯空间局管理。
GLONASS 系统的卫星星座由 24 颗卫星组成，均匀分布在 3 个近圆形的轨道平面上，每个轨道面 8 颗卫星，轨道高度 19100 公里，运行周期 11 小时 15 分，轨道倾角64.8 °。
与美国的 GPS 系统不同的是 GLONASS 系统采用频分多址 (FDMA) 方式，根据载波频率来区分不同卫星（ GPS 是码分多址（ CDMA ），根据调制码来区分卫星）。
每颗 GLONASS 卫星发播的两种载波的频率分别为 L1=1,602+0.5625k(MHz) 和 L2=1,246+0.4375k(MHz) ，其中k=1 ～ 24 为每颗卫星的频率编号。
所有 GPS 卫星的载波的频率是相同，均为 L1=1575.42MHz 和 L2=1227.6MHz 。
GLONASS 卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码： S 码和 P 码。
俄罗斯对 GLONASS 系统采用了军民合用、不加密的开放政策。
GLONASS 系统单点定位精度水平方向为 16m ，垂直方向为 25m 。
GLONASS 卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨，卫星采用三轴稳定体制，整量质量1400kg ，设计轨道寿命 5 年。
所有 GLONASS 卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。
第一颗GLONASS 卫星于 1982 年 10 月 12 日发射升空。
到目前为止，共发射了 80 余颗 GLONASS 卫星，最近一次是 2000 年 10 月 13 日发射了三颗卫星。
截止 2001 年 1 月 10 日为止尚有10 颗 GLONASS 卫星正在运行。
简述卫星现象的原理及应用原理介绍卫星现象是指地球上出现的人造卫星或天然卫星所引起的一系列现象。
这些卫星在轨道上绕地球运行，通过与地面上的接收设备相互配合，实现了信号的传输与接收。
卫星现象的实现主要依赖以下原理：1.卫星通信原理：卫星通信是利用卫星作为中继器来实现信息传输的技术。
卫星通信系统主要由三部分组成：地面站、卫星以及用户终端设备。
地面站通过无线电波将信号发送至卫星，卫星再将信号转发至用户终端，实现了地球不同地区之间的通信。
2.卫星导航原理：卫星导航系统是利用卫星作为导航标识和测距的基础，通过地面上的接收设备来确定位置和时间的技术。
卫星导航系统主要包括通过卫星发射的信号、地面上的接收设备以及相关的数据处理与算法。
通过接收卫星发射的信号，地面设备可以计算出自己的位置和时间信息。
3.卫星遥感原理：卫星遥感是指利用卫星对地球表面进行观测和监测的技术。
利用卫星上的传感器，可以获取地球表面的图像数据和其他物理参数，如地表温度、湿度、海洋表面高度等。
这些数据对于农业、气象、环境等领域的监测与分析具有重要意义。
应用领域卫星现象的应用十分广泛，主要涉及以下领域：1.通信：卫星通信在全球范围内提供了广播、电话、电视等通信服务。
无论是城市还是偏远地区，都可以使用卫星通信技术进行远程通信。
这对于解决通信不便问题具有重要意义。
2.导航：卫星导航系统如GPS、北斗等为人们提供了精确的导航和定位服务。
不仅在陆地上，卫星导航系统还在航空、航海等领域扮演着关键的角色。
人们可以通过卫星导航系统来找到目的地，并实时了解自己的位置信息。
3.农业：卫星遥感技术在农业领域的应用非常广泛。
利用卫星传感器获取的遥感数据，可以用于土地利用规划、作物生长监测、灾害风险评估等方面。
这些信息有助于农民科学种植和提高农业生产效率。
4.气象：卫星遥感技术在气象预报和监测方面发挥着重要作用。
通过卫星获得的大气温度、湿度、云层分布等数据，可以用于气象预报模型的建立和气候变化的监测。
gnss原理及应用GNSS原理及应用。
GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用人造卫星提供定位、导航和定时服务的技术。
它是由多颗卫星组成的系统，可以为全球范围内的用户提供高精度的定位和导航服务。
GNSS系统包括美国的GPS系统、俄罗斯的GLONASS系统、欧盟的伽利略系统和中国的北斗系统等。
GNSS的原理是通过卫星发射信号，接收设备接收这些信号并计算出自己的位置。
在GNSS系统中，至少需要接收到三颗卫星的信号才能进行定位，因为三个未知量需要三个方程才能解出。
通过接收不同卫星的信号，接收设备可以计算出自己的三维位置和时间信息。
GNSS的应用非常广泛，包括但不限于航空航天、交通运输、军事防务、地质勘探、测绘地理信息、农业、海洋渔业、应急救援等领域。
在航空航天领域，飞机和航天器可以利用GNSS进行精确定位和导航，提高飞行安全性和效率。
在交通运输领域，汽车、船舶和火车等交通工具可以利用GNSS进行导航和路径规划，提高运输效率和节约能源。
在军事防务领域，GNSS系统也扮演着重要的角色。
军事部队可以利用GNSS进行精确的定位和导航，提高作战效率和精确度。
同时，军事部队也可以利用GNSS系统进行通信和信息传输，保障作战指挥的有效性。
在地质勘探和测绘地理信息领域，GNSS系统可以提供精确的地理位置信息，帮助科研人员进行地质勘探和地图绘制。
在农业领域，农民可以利用GNSS系统进行精准的农田管理和作物种植，提高农业生产效率和质量。
在海洋渔业和应急救援领域，GNSS系统可以提供精确的船舶和人员定位信息，帮助渔民进行捕鱼和海上作业，同时也可以帮助救援人员进行紧急救援行动。
总的来说，GNSS系统在现代社会中扮演着非常重要的角色，它不仅可以提供高精度的定位和导航服务，还可以应用于各个领域，为人们的生活和工作带来便利和安全。
随着技术的不断发展，GNSS系统的性能和应用范围也将不断扩大，为人类社会的发展做出更大的贡献。
gnss期末复习题GNSS期末复习题GNSS（全球导航卫星系统）是一种利用卫星进行全球定位和导航的技术。
在现代社会中，GNSS已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
它广泛应用于交通、军事、航空航天、地质勘探等领域。
本文将通过一些复习题的形式来回顾和巩固GNSS的相关知识。
1. 什么是GNSS？它由哪些卫星系统组成？GNSS是一种通过卫星系统提供全球定位和导航服务的技术。
它由多个卫星系统组成，其中最著名的是GPS（全球定位系统）。
此外，还有俄罗斯的GLONASS、欧洲的Galileo以及中国的北斗导航系统。
2. GPS是如何工作的？GPS系统由一组24颗卫星组成，它们以不同的轨道高度绕地球运行。
当接收器接收到至少4颗卫星的信号时，它可以通过测量信号传播时间来计算自己的位置。
GPS接收器还需要接收卫星发出的导航信息，以确定卫星的位置和时间。
3. GNSS的定位精度如何？GNSS的定位精度受到多种因素的影响，包括信号传播路径、大气层干扰、接收器性能等。
在理想条件下，GNSS的定位精度可以达到数米。
然而，在复杂的环境中，如城市峡谷效应或多径干扰下，定位精度可能会下降。
4. GNSS在交通领域的应用有哪些？GNSS在交通领域有广泛的应用。
例如，它可以用于车辆导航系统，帮助驾驶员找到最佳路线。
此外，GNSS还可以用于交通监控和管理，例如实时交通流量监测和智能交通信号控制。
5. GNSS在航空航天领域的应用有哪些？在航空航天领域，GNSS被广泛应用于飞行导航和飞行管理。
飞机可以使用GNSS来确定自己的位置、航向和速度，以便进行精确的导航。
此外，GNSS还可以用于飞行控制和监控系统，提高飞行安全性。
6. GNSS在地质勘探中的应用有哪些？地质勘探中，GNSS可以用于测量地壳运动和地震活动。
通过监测地壳运动，科学家可以了解地球板块的运动和地震活动的模式。
此外，GNSS还可以用于制图和地理信息系统（GIS）。
7. GNSS的发展趋势是什么？随着技术的不断发展，GNSS正朝着更高的精度、更广的覆盖范围和更多的应用领域发展。
北斗卫星的工作原理
北斗卫星是由一组卫星系统组成的导航定位系统，其工作原理可以概括为以下几个步骤：
1.卫星发射：北斗卫星是通过火箭发射进入太空的。
一旦进入预定轨道，它们就开始不断地轨道运行。
2.信号传输：北斗卫星通过发送和接收无线信号与地面接收器进行通信。
卫星会发送导航信息信号，包括卫星的位置、时间等。
3.接收器接收信号：地面的北斗接收器接收卫星发送的信号。
接收器通过电磁波接收到来自多颗卫星的导航信号，并通过内置的晶振和时钟进行信号解码。
4.计算定位：接收器通过收到的导航信号，计算自己所处的位置。
北斗卫星系统是基于精确的星历数据和测量距离等信息来计算位置的。
接收器通常至少需要接收到3颗卫星的信号，以计算出自身的三维位置。
5.导航定位：一旦接收器计算出自身的位置，它可以利用北斗卫星系统的导航功能进行定位。
北斗系统还可以提供导航、速度和时间等信息。
需要注意的是，北斗卫星工作原理的具体细节可能与实际系统有所不同，以上只是一个简单的概述。
gnss定位原理以《GNSS定位原理》为标题，本文将介绍GNSS（全球导航卫星系统）的定位原理。
GNSS是一种无线定位技术，它利用自动定位技术接收射频信号，为用户提供精确的位置、高度和速度信息。
GNSS 定位服务可以被用于各种应用，包括导航、巡航、跟踪和空中交通管制。
GNSS定位原理是通过接收多个卫星系统发出的射频信号，为用户提供精确的定位服务。
GNSS系统由三个部分组成：卫星系统、地面设施和接收机。
卫星系统由卫星、控制站和用户站组成。
卫星发射出的控制信号可以被用户站接收以及传送给用户站的地面设施。
地面设施收到的信号被用于向用户站提供定位服务。
GNSS定位服务分为三种：单点定位、差分定位和组合定位。
单点定位是通过用户站接收到的卫星信号，仅根据相对于地球表面的距离进行定位。
这种定位方法在全球范围内广泛应用，可以提供较高的定位精度，但其精度受到天空掩星和接收机误差的影响。
差分定位是通过除去单点定位中接收机和卫星误差，使定位精度得以改善，而且具有良好的定位精度。
在差分定位中，从地面台的参考站和用户站接收卫星数据，估算出定位精度的改善幅度，以提升定位精度。
组合定位是通过将不同类型定位信号（如GNSS、红外传感器、无线定位等）结合使用，实现定位精度更高的定位方法。
组合定位可以减少单点定位和差分定位中存在的精度损失，提升定位准确度。
GNSS定位技术的使用有着广泛的应用场景，比如交通、安全、军事、测绘、医疗、航海、航空、航天等。
GNSS定位方法可以替代传统的地图定位方法，并且可以快速准确的确定位置。
GNSS定位技术正在被越来越多的行业和应用中所采用，将为人类社会带来巨大的发展。
总之，GNSS定位技术是一种全球性的无线定位技术，可以为用户提供精确的位置、高度和速度信息。
它具有单点定位、差分定位和组合定位等多种方法，可以被广泛应用在交通、安全、军事、测绘、医疗、航海、航空、航天等多个行业。
同时，GNSS定位技术正在不断发展，将为人类社会带来更多的发展机遇。
gnss概念GNSS概念及相关内容1. 什么是GNSS？•GNSS，全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System）的缩写。
•是一种基于卫星信号的全球定位系统，能够提供全球范围内的位置、导航和定时服务。
2. GNSS的工作原理•GNSS利用地球上的多颗卫星发射无线信号，接收器接收和处理这些信号来确定位置。
•接收器同时接收多颗卫星的信号，通过计算信号传播时间和卫星位置，得出定位结果。
3. GNSS系统分类GPS（Global Positioning System）•GPS是最早和最知名的GNSS系统，由美国国防部开发和管理。
•GPS系统由24颗卫星组成，提供高精度的全球定位和导航服务。
GLONASS•GLONASS是俄罗斯开发和管理的GNSS系统。
•GLONASS系统由24颗卫星组成，可以与GPS互补，提供更好的定位服务。
Galileo•Galileo是欧盟独立开发的GNSS系统，旨在降低欧洲对GPS和GLONASS的依赖。
•Galileo系统由30颗卫星组成，提供更高的精确度和可靠性。
区域性GNSS系统•除了全球性的GNSS系统外，还存在区域性的GNSS系统，如中国的北斗导航系统。
4. GNSS应用领域•交通运输：航空、航海、车辆导航等。
•土地测绘：地理信息系统、地形测量等。
•农林渔业：农作物种植、渔业资源管理等。
•大气科学：气象预报、大气污染监测等。
•科研领域：地质勘探、地震监测等。
5. GNSS的优势和挑战优势•全球范围覆盖，可提供全天候、全天时的导航和定位服务。
•高精度的定位和导航能力，满足不同领域的需求。
•支持多样化的应用，应用领域广泛。
挑战•在城市峡谷、森林密集等复杂环境下，信号容易受到干扰和遮挡。
•接收器需要具备较高的技术要求和复杂的信号处理能力。
•不同GNSS系统间存在兼容性和互操作性的问题。
以上是对GNSS概念及相关内容的简述，希望能帮助您理解GNSS的基本知识。
第10章 卫星系统组成 卫星本身的一些特性令卫星较地面系统更易遭受攻击。卫星在轨高速运行（参见第四章），即使撞到微小物体也会被损坏；卫星几乎不可能隐蔽起来，因为卫星要大面积地观察地面，而反过来地面上大部分地区也能看到卫星（参见图 5.4）；并且卫星一旦入轨，它的运动就可以预测，若是进行大幅度地变轨，则需要付出很大的代价（参见第六章），即使为了躲避反卫星攻击而做微小机动，也需要花费很大的力气，况且敌方可对卫星进行多点攻击；卫星很难得到保护，由于发射质量越大花费越高，增加保护外罩和其他防御措施就要增加成本；一些卫星（如通信卫星）设计目标就是覆盖全球用户，它们也最容易受到干扰或损坏；更关键的是至今卫星一旦出现故障就没法修复。 卫星系统有很多组成部分，有些部分容易成为攻击目标。卫星系统包括卫星本身，控制卫星的地面站，以及卫星和地面站间的链路。本节介绍卫星系统的组成及其功能，哪些部分易受攻击。我们将重点放在那些易受攻击的系统上，况且要成功地干扰卫星，并不需要攻击卫星本身。 不同的卫星尺寸差别很大。例如，商用通信卫星很庞大。1999年首次发射的波音702通信卫星，长7米，太阳帆板展开后达48米。波音702的平均发射重量近3吨（包括轨道维持的燃料质量）1. 卫星也可以很小。萨瑞卫星技术公司制造的“纳米”卫星SNAP，仅有0.33米长，总质量为6到12kg，其中有效载荷质量是4kg，2000年6月入轨，具有机动，成像，正确地保持姿态，并与地面通信的功能. 2
卫星的组成 所有的卫星都由一些基本的系统组成，下面简要地介绍这些子系统，见图10.1。
1 波音，“What Is a Satellite？”，http://www.boeing.com/defense-space/space/bss/
what_is_a_satellite.pdf ，2004年12月15日访问 2 关于SNAP的资料，参见http://zenit.sstl.co.uk/index.php?loc=47 ，2005年2月3日访问 图 10.1 卫星图示，包括卫星平台、接收天线、发射天线、太阳帆板 结构系统. 卫星结构是金属或复合材料的框架，其他组件装配在上面。因为
要承受发射时的载荷，一般说来卫星结构是个弹性体。卫星表面有反射涂层减少太阳热量吸收，此涂层也能防御激光攻击。 热控系统. 热控系统控制卫星主动组件温度使其正常工作。卫星主动组件
产生大量的热，例如计算机和接收天线。到达卫星表面的太阳光产生热，而卫星表面也能最大程度地反射光线以减少热量吸收3 。因为没有大气，卫星不像地面上的物体一样能通过传导和对流来散热，它必须将热量辐射出去。大多数情况下，热控系统是被动的，只有一套设计很好的热传导通路（热管）和散热器来将热量辐射出去。但是某些组件，例如红外遥感设备，需要低温冷却；如果缺少冷却剂则会大幅度降低系统性能。 卫星很难应对激光束带来大量的热量。如果卫星上的热量过多，内部电子元件会失效或者结构本身性能下降。 电源系统. 电能通常由太阳电池阵（太阳帆板）产生，并在充电电池中存储
为卫星在地影区域内提供电源支持 。4随着电池技术的进步，人们研制出具有高能量密度（单位质量内存储的能量）和高可靠性的新型电池。 太阳电池装在卫星表面或是装在平直的帆板上。在卫星表面安装太阳电池使得卫星构型更紧凑（如果空间和质量受限或是需要隐蔽，这就很值得考虑），
3 没有被反射的太阳光就会被吸收。如果卫星为了伪装降低反射率（涂成黑色），那么它的热载
荷就会很高。 4 对于地球同步卫星，一年有90天发生星蚀，最长的时间为70分钟。 (Bruno Pattan, Satellite
Systems: Principles and Technologies [New York: Van Nostrand Reinhold,1993], 26-29). 但是因为任何时候只有部分太阳电池都能被照到，所以产生的电能没有总指向太阳的帆板电池的多 。5 和卫星其他部分相比，太阳帆板面积很大，因此它们要承受大量碎片颗粒的撞击。太阳帆板很脆弱，容易被损坏，但是部分损坏还无大碍6 ，因为卫星还可以依靠其他帆板工作，只是功率降低了。但是如果太阳帆板没有展开或是折掉了，卫星没有其他电源会很快地停止工作。若是电源分配系统出了故障也会让卫星全部失效 。7 还有其他类型的电源。据报道苏联在高功率的任务（例如在轨雷达系统）中使用过核动力电源，而美国曾发射过一个核反应推进卫星 。8 目前美国正在考虑研发以铀为原料的核反应堆，目的是能在太空中产生更高的功率 。9如今卫星上还未使用化学能电源，尽管新型卫星设计中会使用燃料电池，它将两种化学物质（如氢和氧）混合在一起产生电能。深空探测器距离太阳太远而不能使用太阳帆板，目前它利用放射性物质（RTGs10 ）散发出的热能产生电能。过去RTGs
5 太阳帆板适当地指向太阳可以产生大约130W/m2 或 50 W/kg 的功率。因为太阳能电池装在卫
星表面一般不能很好地指向太阳，通常产生 30 到 50 W/m2 或 8 到 12 W/kg的功率(Gérard Maral and Michel Bousquet, Satellite Communications Systems, Fourth Edition [West Sussex, England: Wiley, 2002], 598). 6 Telstar 14/Estrela do Sul 通信卫星有一块太阳帆板没有完全展开。Loral Space &
Communications称卫星能产生足够的功率供卫星基本运行， 41个Ku波段转发器中的17个还可以使用。(“Loral To Initiate Limited Service On Telstar 14/Estrela Do Sul In March,” Loral press release, January 21, 2004, http://www.loralskynet.com/news_012104.asp , accessed December 15, 2004). 1996年3月26日，加拿大的Anik-E1卫星的一个太阳帆板断路导致功率不足，为了安全卫星停止工作。随后卫星重新工作，还能传送部分电视节目。(Martyn Williams, “Galaxy IV Failure Highlights Reliance on Satellites,” Government Computer News, May 20, 1998). 7 2003年9月，Loral Space & Communications 宣称Telstar 4卫星因为主电源总线断路而完全失
效(“Loral Skynet Declares Telstar 4 A Total Loss,” Loral press release, September 22, 2003, http://www.loral.com/inthenews/030922.html, December 17, 2004). 8 Regina Hagen, “Nuclear Powered Space Missions—Past and Future,” taken from Martin
B.Kalinowski, ed., “Energy Supply for Deep Space Mission,” IANUS 5/1998 Working Paper, http://www.globenet.free-online.co.uk/ianus/npsmfp.htm, December 15, 2004. 9 目前希望反应堆能产生100kW的电能。(Ben Iannotta, “Jupiter Moon Probe Goes Nuclear,”
Aerospace America, March 2004,http://www.aiaa.org/aerospace/Article.cfm?issuetocid =474&ArchiveIssueID=50, December 15, 2004. 10 放射性热电电源（RTGs）使用plutonium-238放射性衰减的热来发电，它的功率有数百瓦。
(Department of Energy Office of Space and Defense Power Systems, “Radioisotope Power Systems,” http://www.ne.doe.gov/space/space-desc.html, accessed December 15, 2004. 曾用在绕地球飞行的卫星上，但是通常情况下绕地轨道上不使用这种电源。 计算机控制系统。星载计算机监测卫星子系统的状态，控制他们工作和处理
数据。重要的卫星配有由计算机控制的先进抗干扰硬件。如果别人控制了卫星的计算机，那么卫星就会失效。计算机系统对于电磁环境很敏感，在太阳风暴期间或是受到高强度的电磁辐射攻击时，就会关机或是重启。 通信系统。通信建立卫星和地面站或其他卫星间的链路。系统通常由接收
器，转发器和单个或多个天线组成。 卫星和地面间的无线链路是卫星系统中最重要，最薄弱的环节。所有的卫星都需要上行和下行链路来进行“遥测，跟踪和指令”（TT&C） 。11 TT&C系统非常重要，控制卫星并评估卫星其他系统的健康状况。卫星上及地面的接收器会受到大量侵入信号攻击（称为电子干扰），或是被虚假信号迷惑（称为电子欺骗）。尽管干扰TT&C信道会带来很大损失，但是通过加密和解密可以保护好这些信道。通常通信系统中最薄弱的环节就是和任务相关的通信，后面将会讨论。 TT&C系统只占卫星总带宽 的一小部分。12干扰需要在TT&C通信信道发送和接收的区域内才能攻击，例如用户和卫星通信的区域。增强天线的指向性，限制干扰攻击可能发生的区域范围，能保护信道不受攻击。但是对于很大地理范围服务用户的卫星，这个方案不可行。况且在一定频率下提高定向性需要一个更大的天线。 姿态控制系统. 本系统控制卫星姿态，并指向正确方向，它包括陀螺、加
速度计和可视导航系统。通信需要精确控制天线指向合适的方向，采集数据也需要精确控制敏感器指向合适的方向。如果姿态控制系统发生故障，则卫星很可能失效 。13 推进子系统. 卫星的推进系统包括卫星发射后将卫星定位与指定轨道的发
动机，用于轨道维持和姿态控制的小推力发动机，和用于其他机动的大推力发动机。
11 遥测是卫星将它的各系统工作状况的信息发给地面站。跟踪是了解卫星的具体位置，例如信
