卫星通信作用

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卫星通信作用范文第1篇

关键词：卫星通信；水文；黄河

1概况

2000年以来，随着国家加大水利基础设施投入，黄河水文通信取得了长足发展，固话、手机和互联网在基层报汛站逐步得到了普及和发展。目前，黄委水文局已建成了与所辖上游水文水资源局、宁蒙水文水资源局等6个水文水资源局相连的广域网络，通过GSM短信、北斗卫星以及公用网络取代了以往短波电台和电话的报汛方式，构建了覆盖全流域的水情报汛通信体系[1]。黄委所属雨量站和水位站全部实现了自动报汛，报汛工作的准确性、时效性和自动化水平得到了很大提高，职工劳动强度大为降低。为进一步提高水利通信保障水平，2012年，水利部在水利卫星平台基础上，建成了水利卫星通信应用系统，在全国七大流域机构建设了180个卫星小站，从而形成了水利专网、地面公网和空中卫星的有效结合、互为补充的立体通信格局。其中，黄委共建设50个卫星小站，包括15个水情分中心站和35个报汛站。水利卫星信道不但可以进行常规的数据传输，还可以进行语音、图像等防汛综合信息的双向实时传输，进一步提升了黄河汛情信息采集和传输。

2水利卫星通信应用系统概况

2010年水利部建成并投入运行水利卫星通信平台,2012年，水利部在水利卫星通信平台基础上建设了水利卫星通信应用系统,解决流域的水文报汛、应急抢险机动通信、工程视频监视、互联网接入等综合业务需求。水利卫星通信平台使用了亚洲5号和亚太6号通信卫星，拥有27.2MHz卫星资源，采用两种波段组合传输方案（Ku+C）。Ku波段使用亚洲5号卫星，带宽22.2MHz；C波段使用亚太6号卫星，带宽5MHz。水利卫星通信应用系统主要由卫星转发器和卫星通信地球站组成，其中卫星通信地球站根据功能又分为卫星主站、卫星小站两类。水利卫星通信应用系统组成见图1。

2.1卫星主站

水利卫星通信主站设在水利部，采用主流的DVB-S2技术标准、TDM/TDMA体制和Ku＋C波段组网，实现了卫星信号接收、发送和语音软交换、IP数据广播、互联网接入、视频服务等功能。

2.2卫星小站

一期水利卫星小站主要设在全国流域机构的水文、水库站点，均使用亚洲5号卫星Ku波段转发器资源。其从功能上主要分为语音数据小站、综合业务小站和应急通信小站3类小站。3类小站由于功能定位不同，所使用的组网方式、解决方案与设备配置也有所差别，其中，语音数据小站具有语音数据通信、高速数据通信和数据采集组网功能，标准配置一般包括卫星天线、室外单元（BUC）、低噪声放大器(LNB）、室内单元（IDU）、语音网关（IAD）、交换机、串口服务器以及电话机等。综合业务小站主要在语音数据小站的基础上增加了视频监控功能[2]，配置摄像机和硬盘录像机或带视频存储功能的视频服务器，将采集到的图像存储于本地供日常监控使用，也可将实时图像通过卫星信道传送至中心站。应急通信小站主要在综合业务小站基础上增加了自动对星模块和单兵系统，可以服务于巡测、抢险等外业或应急通信；目前，卫星小站中，黄委建设了47个语音数据站和3个综合水文站（吴堡、黑石关、花园口站）。在二期建设中，黄委还将建设75个卫星小站（含3个应急便携型卫星小站）。

3水利卫星在黄委应用情况

3.1卫星电话通信

卫星小站语音通信功能是利用主站配置的软交换（SoftSwitch）和相应的中继网关设备来实现。黄委卫星小站可以通过卫星链路经主站软交换直接与其他卫星小站用户互通，也可以通过卫星链路经主站软交换、VOIP网关、SDH专网与黄委各级专网用户互通。由于后一种通信链路实现了卫星电话接入黄委内线电话网，扩大了卫星电话通信对象，而且较前一种通信链路的卫星电话通话延时短，通话质量高，深受黄委卫星小站用户和内线电话用户欢迎，使用率较高。黄委水利卫星小站电话号码编码主要按照《全国水利通信网自动电话编号》标准（SL417-2007）编制。根据卫星小站位置和所属地区区号，黄委水利卫星小站共分配了12个局向号，分别为：93719、99319、99719、94729、93549、99349、99389、93989、93919、93799、95319、95469。

3.2高速数据通信

为充分利用水利卫星信道，黄委建立了与常规报汛信道并行，从报汛站到水情分中心再到黄委水情中心的水情传输卫星备用信道，采用“实时雨水情数据先到先入库，同一数据不覆盖”机制进行水情数据传输。为黄委10个水情分中心的卫星小站配置了应用终端和路由器，实现了卫星通信网络和所在办公局域网连通，使各卫星小站均能通过卫星信道访问水利专网，增强了报汛单位上下级间业务联系。按照《水利信息网命名及IP地址分配规定》的标准(SL307—2004)，黄委50个卫星小站水利内网IP分配在10.253.28.X和10.253.29.X地址段。黄委水利卫星系统网络结构见图2。

3.3效益

水利卫星通信应用系统的投入应用，为黄河水文增加了一条水情报汛备份传输通道，将水情分中心和报汛站与黄委内线互通，实现了报汛站与上级单位利用卫星系统的VOIP电话互通和网络互通，增强了各级黄河水文间业务联系，提高了黄河水文对黄河防汛安全、水库调度运用、水资源管理等治黄业务的技术支撑力度。在2013年和2014年汛期水文工作中，黄委利用公网信道和卫星小站同时报送雨水情信息，解决了常规信道故障情况下无法及时进行网络传输和语音通信而影响正常报汛的问题，并在应急处置方面发挥了卫星通信的突出优势。

4水利卫星应用系统应用评价

4.1主要优点

（1）卫星通信不受地形影响，不需建中继站，通信距离远、信道稳定[3]、不受水毁、地震等突发灾情影响，特别适合于点多，面广、地理位置偏僻、公网通信线路不发达地区，而通信时效性、保障性要求高的报汛测站。水利卫星应用系统为各级报汛单位增加了一条与传统公众通信系统并行的卫星备份传输通道，可有效增强防汛通信保障能力，一定程度解决雨水情测报、预警和重点河段的工程视频监控等通信需求。（2）通信功能全。水利卫星通信与北斗卫星通信相比，增加了语音通信，数据广播、高速网络应用等功能，非常适合基层防汛通信应用。（3）基层用户单位运行维护成本低。水利部在建设新一代水利卫星通信平台时，一次性购买了水利卫星信道15年使用权，对于各使用单位则采取免收卫星转发器资源频率占用费、入网费、通信费，极大程度降低了卫星通信小站的运行成本。

4.2存在的不足

（1）水利卫星电话间的通话存在明显延迟，部分卫星小站通信不稳定。由于地面站到卫星中转站的距离远，根据使用感受，延迟接近1S，和普通电话相比，交流不够流畅。另外，可能由于存在日凌中断、星蚀和雨衰现象等原因[4]，部分小站的语音通信不稳定，有少部分卫星小站电话存在时通时不通的情况，尤其在雷雨天气效果不佳。（2）基层单位普遍缺乏卫星系统备品备件和运行维护经费，设备维护困难。另外，卫星系设备技术复杂，需要经过专门培训的技术人员运行维护[5]。（3）由于一期项目缺乏配套的路由设备和应用终端，黄委还未能全面实现卫星网络和水利专网的互联互通，个别卫星小站还不能使用卫星信道的数据通信功能。

5工作建议

目前，水利通信的应用发展具有传输带宽越来越大、传输质量越来越高、技术手段更新越来越快的特点，在水利业务的应用上出现了精细化、动态管理的趋势[6]。2014年水利部已启动了流域偏远水文站信息传输卫星通信小站建设，项目将于2016年全面实施，项目实施后，黄委将形成拥有125个卫星小站的卫星报汛网，基本实现黄委所属干支流水文站的卫星通信全覆盖，将大大增强黄委水情报汛的保障能力。为进一步促进水利卫星通信系统推广应用，提出如下建议：（1）加强二期项目通信平台优化和完善，加强设备选型，提高系统稳定性；开展技术研究，提高水利卫星语音、数据及视频监控的传输质量。（2）为卫星小站配置一定数量的备品备件和专用维修工具，满足流域机构基础维修工作需要。（3）各级水利卫星应用部门应加强相关设备配套和运行维护工作，认真总结一期系统建设经验，确保系统正常运行。

6结语

卫星通信作用范文第2篇

关键词：A3 航空摄影 城市三维模型 纹理

中图分类号：P231 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）11（b）-0011-03

三维城市模型的构建，一直是测绘领域的主要发展趋势和热门研究课题，在城市规划、国土管理、通信、房地产、城市应急减灾、虚拟现实等行业领域具有极为重要的应用价值。目前业内针对城市三维建筑模型还没有一个建模标准，笔者基于近两年的项目与技术实践，认为构筑数字城市中的模型数据应该至少包含以下要素：高精度的地形数据、准确的建筑模型以及真实的城市纹理和真实的要素模型等，这是城市最真实化的展示。基于最真实的城市模型数据，才可以实现三维视角下的城市空间信息管理、查询和分析，使普通用户不仅能有接近现实世界的真实感受，也为专业用户提供城市空间现状更为真实、客观和准确的数据分析。

1 A3航空摄影技术介绍

1.1 硬件简介

2011年以色列VisionMap公司推出了大幅面A3数字航摄仪，将传统框幅式与推扫式优点结合起来，并且配备300 mm超长焦距，可以高效率同步获取正射和倾斜高分辨率影像。A3数字航摄仪由存储器、小型计算机、GPS、电源、控制终端接口及旋转双镜头组成。主要技术参数见表1。

1.2 主要技术特点

（1）300 mm超长焦距在相同航高下可以获取超高分辨率影像数据，保证城市影像分辨率质量和效果。（2）109°超大视场角可以获取超大幅面影像数据，不但采集效率高，还可以同步采集不同角度的影像。（3）70%以上超高重叠度可获取同一地物的多角度观测影像，保证航带间影像加密点数量，提高空三精度。（4）LightSpeed全自动数据处理系统，可以保证数据的生产效率。

2 三维模型制作方法

2.1 技g路线

基于A3航空摄影数据特点，同时吸收了传统建模方法中手工制作的优点，形成了一套较完整的解决方案，可以有效解决传统城市三维建模的不足。

该方案利用A3数字航摄仪提供的超大幅面立体像对（super large format/SLF）同步采集建筑物矢量模型、地形，并利用大角度倾斜影像映射建筑模型侧面纹理。另外，为了弥补航空采集不足，地面底商、楼宇遮挡以及小品等区域，通过地面拍照方式进行采集制作，如图1所示。

该技术路线具有如下特点。

（1）利用A3高空航空摄影的作业方式，可以进行大面积、高效率的采集，特别适合大范围、快速的城市建模需求。（2）超大幅面立体像对（SLF）可以用于采集准确的建筑物轮廓几何信息，并同步提取高分辨率的纹理，节省纹理单独制作环节。（3）A3长焦距影像可以制作城市准真正射影像，保证城市密集区的视觉效果，比三维模型整合的三维场景更真实。（4）此种方式建立的建筑物模型为单体的、对象化的模型，可以对各个模型进行单独的加工、修改、编辑，甚至添加各种属性信息。（5）实景模型数据精确，三维GIS分析结果准确度更高，可以满足规划、国土、城市管理等领域的应用需求。

2.2 三维模型制作

利用超大幅面立体像对（SLF）进行三维模型的制作。在立体采集环境的支持下，类似传统DLG采集模式，采集建筑物几何信息。较传统航摄相机，SLF立体像对由于视场角度大，可以最大限度地采集到建筑物侧面几何信息，如图2所示。

2.3 实景纹理制作

2.3.1 倾斜影像空间定位

经过空三加密输出的SLF立体像对具有精确的影像外方位元素，可以准确恢复每张影像的空间位置，具有精确的三维坐标信息，如图3所示。

2.3.2 纹理制作

在制作出高精度的体框模型后，基于定位后倾斜影像本身的特点，结合数字三维及空间几何投影技术选取每个模型面，获得其角点的物方坐标（X，Y，Z），已知倾斜影像的外方位元素及倾斜影像本身的投影框物方坐标（X，Y，Z），通过判断每张倾斜影像与该模型面是否相交筛选出与模型面对应的所有影像集，然后利用共线方程，计算出所选模型面在每张像片上的投影像点坐标（x，y），通过筛选算法按照影像质量及影像投影面最优原则将相应影像集排序，挑选最优影像稍作编辑，最后将所选像片纹理部分截取并计算出纹理坐标自动映射到模型面上，从而实现实景三维模型的自动化纹理提取映射功能，如图4所示。

3 应用案例

2014年4月，在北京市选取了约50 km2建成区进行A3影像数据采集，为了更好地采集侧面纹理，测区采用双向交叉飞行方式，如图5所示，测区技术参数见表2。

该项目制作完成1∶1 000数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM），并针对核心区进行了实景城市模型制作，如图6所示。

4 三维建模技术探讨

4.1 精细的模型不一定真实

在传统三维模型制作中，为了三维可视化效果的需要，模型数据在制作与认识上偏离了三维应用的根本需求。模型制作的精细、精美并不等于数据的真实、可靠。传统精细模型的制作多数依靠人工拍照方式进行结构细化，受制于地面拍照范围限制，多数模型结构只能靠经验估算。在缺少准确数据支撑的前提下，一味地追求模型精细度，最终导致的是人为制造的精细，增加了大量冗余数据，降低了数据使用效率。同时因为真实度不高，在实际数据应用中无法体现三维的价值。以数码航摄、激光雷达等为代表的新技术中，可以保证建筑模型的相对与绝对精度，另外利用倾斜影像作为纹理源，保证了每个模型面都具备唯一的真实纹理，杜绝虚假纹理，增加了模型的真实度。

4.2 模型可对象化操作

随着倾斜摄影技术快速发展，基于大重叠度倾斜影像可以快速重建城市三维，提高了用户浏览地图时的城市三维体验。但是，在近距离浏览该数据时，可以发现在建筑细节方面还有较大缺陷，不能进行精细化三维应用。另外，该数据不同于传统的三维数据，在成果格式和应用平台均有特殊要求，只能以特定的格式和平台进行浏览展示。模型的可对象化操作与目前地理信息平台数据三维分析需求相对应。只有可对象化操作的模型才方便进行编辑、更新和关联相关属性信息，进行城市精细化管理应用。如在建筑方案规划对比中，可以进行单体模型替换，多方案综合对比。在城市拆迁分析中，关联建筑年代、住户人口等相关信息，准确分析拆迁成本等重要数据。

4.3 城市级三维数据的考验

传统三维建模受作业效率限制，基本以小场景景观建模橹鳎数据量对三维平台考验不大。在倾斜摄影技术出现后，城市量级的快速建模需求得以解决。随之而来是城市三维整体数据量的激增，对三维应用平台带来了巨大的考验。因此，一方面在分析应用需求的同时，制定适宜的模型制作标准，控制模型数据量；另一方面三维应用平台还需要不断完善承载能力，提高大数据的加载流畅度和纹理显示效果。只有在三维数据和平台相互促进不断提高时，才能真正展现出城市真实的三维场景，将三维数据服务于城市管理和决策。

5 结语

A3作为一种新型航空摄影系统，在数据采集中具备高效率、高分辨率、高精度的特点，同时还能采集真正射和倾斜影像数据，在城市三维建模中具有独特的技术优势。基于A3航摄数据制作三维模型，在传统建模路线上进行了局部创新，创建了一套新的建模方法和技术流程，充分利用A3数据优势，提高模型质量和生产效率。城市三维模型只有在满足现势性、真实性和准确性的基础上，结合现有三维GIS平台进行单体化操作、城市级大数据分析，才能发挥三维数据价值，为城市智慧决策提供分析依据。

参考文献

[1]张祖勋，张剑清.数字摄影测量学[M].武汉：武汉大学出版社，1997.

卫星通信作用范文第3篇

当今世界，随着大规模集成电路和光导纤维的应用，各种现代化的通信系统得到了长足的发展，由于卫星通信传播速率较高，而且组网灵活，不仅能对地面网络起到补充和完善的作用，而且可以自成一体，构成天基网络，它在国际通信、国内通信、国防通信、移动通信和广播电视等领域得到了广泛应用。本文首先论述了卫星通信技术的相关概念及其系统组成，在此基础上探讨了通信产业的现状及发展趋势。

关键词：

卫星通信；移动通信；通信技术；中继站；测控系统

1引言

卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站转发无线电波，是在微波通信和航天技术基础上发展起来的一门无线通信技术，在现代通信中占有重要的地位，信息技术的发展与它密切相关。卫星通信可以无缝覆盖三维空间，适合多个固定或移动用户及固定与移动用户之间信息的传递，因此广泛应用于国内，国际通信，军事通信，电视广播等领域。

2卫星通信系统的工作原理及基本组成

卫星通信系统主要由以下几个部分组成，分别为测控系统，通信卫星，监管系统及地球站，其中测控系统负责测量和控制通信卫星的运行轨迹，起着中继站作用的通信卫星，接收所有地面站发来的射频信号，然后经过放大和变频处理，将信息传送到地球站，地球站的功能是将要传送的基带信号经过处理变为射频信号，发送给通信卫星，接收卫星信号并解调出对应传送的基带信号，并将该信号通过地面网络传给用户，监管的职责是确保整个系统的安全性和稳定性，对应的组成框图如图1。

3卫星通信的特点

（1）优点：通信距离远，覆盖区域大，频带宽，容量大，成本与通信距离无关，且作为传送信号的卫星，由于远离地面，浮于太空，受自然环境和人为因素的影响相对较小，因此传输的数据可信度高，此外它还不受时空限制，因此灵活性更高。

（2）缺点：长距离传输会产生相应的延迟，10G以上的信号会受到降雨的影响，而出现失真，伴随太阳剧烈运动产生的噪声会与有效信号叠加，出现信息受损甚至无法传送。

4卫星通信系统的分类及应用

按照运动状态的不同，可以分为同步和运动通信系统，依据覆盖范围标准分为国际卫星，国内卫星和区域卫星系统三种，按所用频段划分为特高频，超高频，极高频和激光卫星通信系统，按基带信号体制分为模拟和数字通信系统，按卫星转发能力分为无源和有源系统，由此可以看出卫星通信在很多方面发挥着重要作用，前景广阔。下面重点叙述卫星通信在军事和商业方面的应用：

（1）卫星通信在军事领域内的应用

卫星通信技术在军事领域的应用集中表现在拥有高端科技实力的各国相继秘密发射各种用途的军事卫星，以完成侦察，导航，测地，拦截的功能，美国的DSCS-Ⅲ卫星就是典型的军用通信卫星，DSCS-Ⅲ卫星呈立方体形，三轴稳定，重量约为1042kg，拥有一副指向太阳的帆板，卫星上装有多波束天线，以接收不同波段的信号。新近研究的军用卫星对应的攻击，毁伤，抗干扰及生存能力等参数指标随着科技的发展进一步提高，以此实现扩大用途，全天候、全天时实时传输信号的目的。

（2）卫星通信在商业领域内的应用

越来越多的卫星通信技术随着商业化而进入日常的生活，许多发达国家相继发射了数以百计的高质量，大功率，长寿命的商用卫星，广泛应用于电信服务、广播电视、内部专网、数据采集等领域，以满足经济的增长和科教的发展。

5卫星通信的发展趋势

当前，国际上卫星通信业务主要朝两方面发展：一方面是在传统的VSAT基础上开发新产品，其次是研制更高频段的新型卫星通信系统，并力争对现有系统进行相应的改善，以满足宽带性能的提升及手持终端的扩展，从单独组网到多网互连是未来卫星通信发展的总趋势。固定通信，直接广播，移动通信的彼此互融及电信与有线电视网的相互渗透，未来的卫星通信必将是包含众多系统的混合网络，伴随光信息处理，智能化星上网控，新发射工具和新轨道技术的实现，真正具有天，地一体化全球无缝覆盖的功能，同时众多优秀的产品和服务将继续对产业的发展起着引领和促进作用。

参考文献：

[1]张更新，罡，于永.全球星系统概况[J].数字通信世界，2007（12）.

[2]夏克文，池越，张志伟，武睿.卫星通信[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.

[3]闵士权.国外卫星通信现状与发展趋势[J].航天器工程，2007，16（1）.

[4]樊昌信，等.通信原理教程[M].北京：电子工业出版社，2005.

[5]王世强，侯妍.卫星通信系统技术研究及其未来发展[J].现代电子技术，2010（17）.

卫星通信作用范文第4篇

【关键词】卫星通信网络；远程教学；同步卫星

随着卫星通信技术的广泛应用，卫星通信网络已经成为继互联网之后又一在社会上得到广泛应用的通信网络。由于卫星通信具有远距离通信的特点，目前卫星通信网络已经应用到远程教学方面如图1，使原有的点对点的教学模式变成了不受距离限制、一点对多点的教学模式，大大降低了教学的时间和空间成本。通过教学资源的远程传递，实现教学资源的优化配置，通过用户端的反馈，实现教学的交流互动，提高教学效果。

1.卫星通信网络教学的特点分析

1.1 覆盖范围广

同步卫星位于距离地球万公里的上空，在中国境内，1颗同步卫星即可覆盖整个中国，即使是在世界范围内，除南、北极意外的区域，仅需要3颗卫星即可实现全球覆盖，在世界的任何地方都可以接收到卫星传输的教学内容，因此，卫星通信网络远程教学不受地区、距离限制，真正实现了远程教学。

1.2 卫星通信技术日趋成熟

目前，卫星通信技术还在不断的提高和完善，现有的Ku频段卫星通信日渐拥挤，人们在向更高频率、更宽带宽的Ka频段发展，相应技术也将更加成熟和完善。通过卫星通信网络先进的组网技术和传播方式，可以简便快捷的实现教学内容的远距离通播传送，使偏远山区、边关海岛的人们可以同样享受到优质的教育资源。

1.3 卫星通信网络组网便捷、简单

利用卫星通信网络进行远程教学组网简单，只需考虑主站和远端站即可，由于技术成熟，设备造价低廉、不必耗费大量资金铺设和维护有线电缆，也不用考虑地理位置的远近等因素，无论学校在何地都可以进行远程教学，降低教学成本。此外，卫星远程教学网络采用多址通信技术，网络内的用户可以同时接收到授课内容，大大提高了教学的时效性。

1.4 网络安全性高

卫星通信网远程教学的保密性能好，网络完全性高。如果教学内容涉及单位部门的秘密事项，可在网络两端增加保密机，实现对教学内容的加解密处理，保证信息传递的安全性。

2.卫星通信网络远程教学的作用

2.1 一种有效的补充教学形式

传统教学的特点是点对点的集中授课，这种教学形式是目前普遍采用的教学方法。然而偏远山区、边疆大漠、边防海岛由于地理条件的限制，传统的教学形式往往不能实现，这也为卫星通信网络远程教学提供了必要条件，作为传统教学形式的补充，卫星通信网络不受距离和地理位置的限制，解决了这些地区享受不到优质教育资源的问题。

2.2 实现教育资源的优化配置

目前，国内各地区教育资源并不均衡，沿海地区的教学优势明显高于西部山区，很多地区享受不到优质的教育资源，通过卫星通信远程教学可以实现教育资源的科学优化，使所有人员都可以享受到优质的教育资源。此外，卫星通信网络投资小、耗时短、见效快、易建易用、方便快捷。

2.3 提高教学时效性

卫星通信网络远程教学实现了教育资源的远程传递、快捷、准确、及时，使原来点对点的教学模式变成的中心站对多个用户端的教学形式，能够和传统的课堂教学模式一样，实现了教与学的同步，大大提高了教学的时效性。

2.4 促进卫星通信技术发展

卫星通信网络远程教学是科学技术在教育教学中的重要应用，是高新技术与传统方式的有机结合，在改变教学方式的同时也对自设发展起到了很好的促进作用。

3.结束语

利用卫星通信网络进行远程教学是教学发展的需要，是教育资源的优势互补、优化配置。随着卫星通信资源的充分运用，卫星通信网络远程教学必将成为一个全新的教学模式而被人们广泛的接受。

参考文献

[1]晏坚,王涛.卫星远程教育在中国的发展[J].数字通信世界,2007,5.

[2]李渭.通信卫星的发展与卫星远程教育的新应用[J].中国远程教育,2011,22.

[3]晏坚.中国卫星远程教育的发展[J].卫星应用,2006,2.

卫星通信作用范文第5篇

小卫星通信系统具有研发费用少，重量轻，性能稳定，信号覆盖范围广以及不受地域条件限制等优点，能够对当前大型同步轨道的卫星通信进行补充作用，在全球范围内得到广泛应用的同时也受到了众多研究机构的重视，因此对小卫星通信系统的技术进行研究同时具有实践意义和理论意义。

【关键词】

小卫星；通信系统；作用；研究；意义

卫星通信技术在军事、政治、工业、生活等方面均具发挥着重要作用，而相比之下，小卫星则更具有大型同步卫星所无法实现的众多优势而受到国内外研究学者的重视，同时，卫星向小型化趋势发展也是全球卫星产业的主要发展方向。我国从本世纪初期开始着手小卫星的相关研制和发射工作。

1小卫星的技术优势

1.1荷载较少小卫星在每次的的任务中一般仅需要装载一种特殊设备，进而很好地避免了大型卫星中出现的荷载间复杂配比问题。

1.2研制时间短、费用低小卫星的研制一般只需经过一到两年，同时相关的研究经费也相比大型卫星明显降低，因此更具有经济性，更体现其实践意义。

1.3重量轻小卫星的重量一般较小，就当前国际情况来看，最微型的小卫星的质量仅有几百克，体积也很小，因此功能密度大，模块可多次利用。

1.4信号覆盖范围广由于小卫星具有较强的组网能力，因此能够形成精度较高，功能强大而且信号覆盖范围广的星座系统，进而具有易于补网和星座功能稳定的优势。1.5减缓频率压力小卫星的星座中包括多颗卫星，可以频率复用，因此具有减小空间任务所具有的频率压力。

2小卫星通信系统主要技术简介

卫星在通信中起着中转作用，即将地球站传送来的信号经过变频和放大转送到另一端的地球站，地球站是卫星与地面信息系统的链接点，用户通过地球站途径进入卫星通信系统中，形成链接的电路信号链；为了确保系统的运行正常，卫星通信系统必须和地面的监测管理系统和测控系统想链接,测控系统能够对通信卫星运行的轨道进行检测和控制，以保证地面检测系统能够对卫星所传送的通信信息进行有效的监控，保证系统安全与稳定的运行。小卫星通信的关键技术主要有通信系统的链路预算以及接收机参数估计技术和同步技术等，其中链路预算技术是设计小卫星通信系统的主要计算方法和参考依据，精确的链路预算能够确保通信系统的稳定运行。近年来，通信系统接收技术和相应的算法逐渐由信号模拟技术向数字化转变；由于卫星通信整体码速率有所提升因此对接收机的信息处理速度以及算法的复杂度、同步速度和稳定性也提出了更高的要求；信息传输量的大幅增加使得遥测领域中逐渐采用比特传输速率更高的调制方式；由于卫星通信系统在数字通信过程中的发射机和接收机的晶振不同，以及移动平台引起的多普勒效应，造成发射机和接收机之问会产生相位和频率的偏移，这种多普勒频移一般较高，即便在频偏较大时，接受同步技术也应能够正常工作，即捕获带宽较大。

3小卫星通信系统关键技术简介

3.1链路预算技术

（链路预算），即对一通信系统中发射设备，传送信道以及接收设备的通信链路的变化情况进行的全面核算，是对小卫星通信系统性能的评价，具体而言是从发射端的信源起始，通过编码、调制、变频等多项操作，将信号通过天线发射出去，再由信道进行传输，最后到达接收天线处由接收机进行信息处理，解调所需信息。其重要性在于：

（1）可确定系统工作是否满足系统实际需要；

（2）通过计算链路余量检查系统能否满足设计要求；

（3）验证在部分设备具有硬件限制的情况下链路其他部分能否进行弥补。对于模拟电路来说，该性能指标是基带信道的信噪比；对于数字电路来说，其性能指标是基带信道上测得的误码率；卫星链路分为两种信号路径：由地面站到卫星的上行链路和从卫星到地面站的下行链路，其中上行链路的信号发射过程包括编码调频上变频放大功率等操作，信号从天线传送到小卫星的接收端，而下行链路则包括低噪声放大下变频解调解码等操作，是地面站对接收信号的处理操作。与通信系统链路预算有关的数据因素有天线特性，传输距离最大值，信号发射/接受功率，热噪声，信噪比以及接收系统的质量。

3.2同步算法

无论是接受哪种形式的调制信号，接收机同发射机都必须保持同步，对于数字调频技术而言，有载波同步和码元同步两种基本同步模式，前者是对载波频率以及相位进行估计，后者则是对定时抽样时钟进行估计。由于发射信号在卫星通信的传输过程中必然存在一定延迟，因此产生了载波相位的偏移，同时由于其在传播过程中受到噪声干扰和多普勒效应影响，还会产生频率偏移，因此同步技术是数字通信中的关键技术，研究调制信号的载波同步和码元同步技术能够保障卫星通信系统可靠、有效、快速的运行。由于载波同步算法利用的是判决反馈环路的模型，是在时钟已同步的基础之上才能进行，因此载波同步应位于码元同步滞后才可工作。下面以先码元同步再载波同步的模式为例，如图1所示，模拟信号被天线接收后，由ADC（analog-to-digitalconverter，模数转换器）转换为数字信号，再将频带信号通过下变频转变为基带信号，之后通过码元同步和载波同步对有载波偏差以及时钟偏差的信号进行估计，最后解调输出，码元同步位于载波同步前，以码元时间为基本数据处理周期，对相关硬件的要求较低，同步性能较好。

3.3型号参数盲

估计卫星通信信号的参数估计是重要的非合作通信接收技术，因为对信号的频率和调制方法等重要数据进行检查和估测是保证解调准确和达到监视、截获信息的目的的重要方法，以便为侦察系统的工作打好基础。小卫星通信系统的常用解调方式有BPSK解调，QPSK解调，CPM解调，SOQPSK解调等。一般情况下，欲通过卫星通信捕捉信号，接收系统的带宽需远大于信号带宽，解应使用宽带接收机。

4结语

小卫星通信系统具有的多重优势使其在当今世界范围内的卫星通信领域得到广泛的应用，吸引了众多研究学者，本文针对其中的几项关键性技术进行了简单说明。卫星通信的作用范围广，涉及的技术种类众多而且较为复杂，需要我们不断进行深入研究和实践，进而推进卫星通信向小型化方向发展。

参考文献

[1]杨猛.卫星通信系统技术及其未来发展分析[J].中国科技纵横,2014(14):52-53.

[2]沈宙,马忠松.高速卫星通信中全数字载波同步算法的研究[J].国外电子测量技术,2014,33(04):36-39.