內容簡介
《空間通信技術》可作為大學有關專業碩士生的教材，也可作為通信工程、電子工程、信息工程、信號處理、圖像處理等有關領域科技工作者的參考書。
圖書目錄
第1 章 緒論……………………………………………………………………… 1
1. 1 航天技術的組成與基本概念…………………………………………… 2
1. 2 空間通信系統的基本概念……………………………………………… 3
1. 2. 1 空間通信系統的組成……………………………………………… 4
1. 2. 2 空間信息傳輸的特殊性…………………………………………… 5
1. 2. 3 空間段通信方式…………………………………………………… 8
1. 3 新技術給空間信息傳輸技術帶來的變化……………………………… 9
1. 4 深空通信與測控面臨的根本問題與改進方案………………………… 10
1. 4. 1 深空通信與測控面臨的根本問題……………………………… 12
1. 4. 2 改進方案………………………………………………………… 13
參考文獻……………………………………………………………………… 16
第2 章 空間環境與無線電波傳播…………………………………………… 17
2. 1 深空通信系統的空間環境……………………………………………… 17
2. 1. 1 太陽與地球……………………………………………………… 18
2. 1. 2 大氣層…………………………………………………………… 20
2. 1. 3 電離層…………………………………………………………… 21
2. 1. 4 地球輻射帶……………………………………………………… 23
2. 1. 5 宇宙射線………………………………………………………… 24
2. 1. 6 其他行星大氣層對無線電波傳播的影響………………………… 24
2. 2 空間污染環境…………………………………………………………… 25
2. 2. 1 空間碎片………………………………………………………… 25
2. 2. 2 空間污染與太空飛行器自污染……………………………………… 27
2. 3 無線電噪聲……………………………………………………………… 27
2. 3. 1 無線電噪聲的分類……………………………………………… 27
2. 3. 2 無線電噪聲的定量描述………………………………………… 29
2. 4 空間無線電資源………………………………………………………… 29
參考文獻……………………………………………………………………… 35
第3 章 空間通信技術基礎…………………………………………………… 36
3. 1 概述……………………………………………………………………… 36
3. 1. 1 衛星通信技術…………………………………………………… 36
3. 1. 2 空間通信系統組成要素………………………………………… 38
3. 2 軌道要素………………………………………………………………… 40
3. 2. 1 克卜勒定律……………………………………………………… 40
3. 2. 2 相關術語與參數………………………………………………… 41
3. 3 發射技術………………………………………………………………… 43
3. 3. 1 宇宙速度………………………………………………………… 43
3. 3. 2 火箭技術………………………………………………………… 44
3. 3. 3 衛星的發射過程………………………………………………… 45
3. 4 空間通信體制概論……………………………………………………… 47
3. 4. 1 多址通信方式…………………………………………………… 47
3. 4. 2 多址分配製度…………………………………………………… 50
3. 4. 3 交換方式………………………………………………………… 52
參考文獻……………………………………………………………………… 55
第4 章 信息傳輸技術…………………………………………………………… 57
4. 1 數字基帶信號壓縮技術………………………………………………… 57
4. 1. 1 語音編碼技術…………………………………………………… 57
4. 1. 2 圖像編碼技術…………………………………………………… 61
4. 2 差錯控制………………………………………………………………… 67
4. 2. 1 數字通信系統與信道編碼……………………………………… 67
4. 2. 2 編碼增益………………………………………………………… 68
4. 2. 3 信道編碼………………………………………………………… 69
4. 2. 4 Turbo 碼………………………………………………………… 75
4. 2. 5 信源與信道聯合編碼和解碼…………………………………… 82
4. 3 數位訊號的調製與解調………………………………………………… 90
4. 3. 1 概述……………………………………………………………… 90
4. 3. 2 空間信息系統調製與解調方式………………………………… 92
參考文獻……………………………………………………………………… 100
第5 章 航天測控技術………………………………………………………… 102
5. 1 航天測控系統………………………………………………………… 102
5. 1. 1 航天測控系統的功能…………………………………………… 102
5. 1. 2 航天測控站的組成……………………………………………… 103
5. 1. 3 航天通信與測控網……………………………………………… 104
5. 1. 4 航天測控體制的發展歷程……………………………………… 105
5. 2 統一測控系統………………………………………………………… 107
5. 2. 1 應答機………………………………………………………… 107
5. 2. 2 地面測控設備…………………………………………………… 108
5. 3 航天無線電跟蹤測量技術…………………………………………… 109
5. 3. 1 概述…………………………………………………………… 109
5. 3. 2 無線電測角技術………………………………………………… 110
5. 3. 3 無線電測距技術………………………………………………… 113
5. 3. 4 無線電測速技術………………………………………………… 117
5. 4 鎖相技術……………………………………………………………… 119
5. 4. 1 鎖相環原理…………………………………………………… 120
5. 4. 2 鎖相環在統一測控系統中的套用……………………………… 122
5. 5 航天無線電遙測技術………………………………………………… 123
5. 5. 1 概述…………………………………………………………… 123
5. 5. 2 PCM 遙測信號………………………………………………… 124
5. 5. 3 PCM 遙測系統中的信道編碼…………………………………… 128
5. 5. 4 遙測系統中的同步技術………………………………………… 128
5. 6 航天無線電遙控技術………………………………………………… 135
5. 6. 1 概述…………………………………………………………… 135
5. 6. 2 基帶信號構造…………………………………………………… 136
5. 6. 3 調製體制……………………………………………………… 138
5. 6. 4 驗證和保護…………………………………………………… 138
5. 7 航天測控技術發展…………………………………………………… 139
5. 7. 1 深空測控……………………………………………………… 139
5. 7. 2 小衛星測控…………………………………………………… 141
參考文獻……………………………………………………………………… 141
第6 章 跟蹤與中繼衛星系統………………………………………………… 143
6. 1 概述…………………………………………………………………… 143
6. 1. 1 TDRSS 的現狀與發展…………………………………………… 143
6. 1. 2 TDRSS 的工作原理與基本組成………………………………… 149
6. 1. 3 TDRSS 的特點………………………………………………… 153
6. 1. 4 TDRSS 的通信業務與通信容量………………………………… 154
6. 1. 5 信道鏈路劃分…………………………………………………… 154
. 2 TDRSS 星間鏈路的建立……………………………………………… 155
6. 2. 1 天線的角度跟蹤………………………………………………… 155
6. 2. 2 信號的捕獲及跟蹤……………………………………………… 157
6. 3 TDRSS 的跟蹤測軌…………………………………………………… 162
6. 3. 1 雙向測速、測距………………………………………………… 162
6. 3. 2 單向測速、測距………………………………………………… 163
6. 3. 3 用戶太空飛行器自主定位技術……………………………………… 163
6. 4 TDRSS 的數據中繼…………………………………………………… 164
6. 4. 1 數據中繼業務…………………………………………………… 164
6. 4. 2 傳輸鏈路及信號分析…………………………………………… 165
6. 5 TDRSS 的套用………………………………………………………… 168
參考文獻……………………………………………………………………… 168
第7 章 空間通信與測控總體技術…………………………………………… 170
7. 1 引言…………………………………………………………………… 170
7. 2 系統設計的基點……………………………………………………… 171
7. 2. 1 通信方程……………………………………………………… 171
7. 2. 2 系統參數的計算………………………………………………… 172
7. 2. 3 傳輸損耗……………………………………………………… 174
7. 3 系統拓撲結構………………………………………………………… 176
7. 3. 1 空間鏈路總體結構……………………………………………… 176
7. 3. 2 系統網路拓撲設計……………………………………………… 177
7. 4 空間鏈路設計………………………………………………………… 187
7. 4. 1 空間鏈路的構成舉例…………………………………………… 188
7. 4. 2 空間通信鏈路模型……………………………………………… 199
參考文獻……………………………………………………………………… 200
第8 章 空間光通信技術……………………………………………………… 202
8. 1 概述…………………………………………………………………… 202
8. 1. 1 光通信的發展歷程……………………………………………… 202
8. 1. 2 光通信的分類…………………………………………………… 205
8. 1. 3 光通信的特點…………………………………………………… 206
8. 2 空間光通信系統……………………………………………………… 207
8. 2. 1 空間光通信系統的工作原理…………………………………… 207
8. 2. 2 空間光通信系統的主要組成部分的功能與特性……………… 209
8. 3 空間光通信的關鍵技術……………………………………………… 214
8. 3. 1 高功率光源…………………………………………………… 214
8. 3. 2 精密可靠的光束控制技術……………………………………… 214
8. 3. 3 高碼率編碼調製技術…………………………………………… 215
8. 3. 4 PAT 技術……………………………………………………… 215
8. 4 空間光通信鏈路……………………………………………………… 216
8. 4. 1 星際光通信鏈路………………………………………………… 217
8. 4. 2 背景干擾……………………………………………………… 219
8. 4. 3 大氣影響……………………………………………………… 220
8. 4. 4 仿真及分析…………………………………………………… 221
參考文獻……………………………………………………………………… 223
第9 章 空間信息系統的標準化……………………………………………… 224
9. 1 概述…………………………………………………………………… 224
9. 1. 1 空間數據系統…………………………………………………… 224
9. 1. 2 空間數據系統諮詢委員會……………………………………… 225
9. 1. 3 CCSDS 建議書………………………………………………… 226
9. 2 CCSDS 標準的技術特徵……………………………………………… 228
9. 2. 1 繼承與擴展…………………………………………………… 228
9. 2. 2 空間信息系統功能模型………………………………………… 229
9. 2. 3 CCSDS 標準的層次模型………………………………………… 230
9. 2. 4 虛擬信道……………………………………………………… 231
9. 2. 5 與我國現行標準的關係………………………………………… 233
9. 3 CCSDS 的分包遙測遙控技術………………………………………… 235
9. 3. 1 CCSDS 分包數據結構…………………………………………… 235
9. 3. 2 CCSDS 遙測技術………………………………………………… 236
9. 3. 3 CCSDS 遙控技術………………………………………………… 239
9. 4 高級在軌數據系統…………………………………………………… 241
9. 4. 1 AOS 的特點…………………………………………………… 241
9. 4. 2 系統概貌……………………………………………………… 242
9. 4. 3 AOS 業務……………………………………………………… 245
9. 4. 4 AOS 在我國太空飛行器中的套用…………………………………… 247
參考文獻……………………………………………………………………… 249
第10 章 空間通信測控網……………………………………………………… 250
10. 1 概述…………………………………………………………………… 250
10. 1. 1 組網問題的提出……………………………………………… 250
10. 1. 2 組網原則……………………………………………………… 252
10. 1. 3 空間通信測控網的結構與特點……………………………… 253
10. 1. 4 空間通信與測控體制………………………………………… 254
10. 2 時間系統……………………………………………………………… 256
10. 2. 1 常用時間系統………………………………………………… 256
10. 2. 2 時間統一系統………………………………………………… 257
10. 2. 3 CCSDS 時間碼格式…………………………………………… 259
10. 2. 4 我國航天通信測控網中的時間碼…………………………… 264
10. 3 指揮調度系統………………………………………………………… 264
10. 3. 1 概述…………………………………………………………… 264
10. 3. 2 指揮調度系統的功能及其主要設備………………………… 266
10. 3. 3 指揮調度信息的傳輸………………………………………… 270
10. 4 國內外深空通信測控網發展現狀…………………………………… 271
10. 4. 1 美國深空通信測控網………………………………………… 271
10. 4. 2 俄羅斯深空通信測控網……………………………………… 274
10. 4. 3 日本深空探測與測控網……………………………………… 277
10. 4. 4 歐聯空間局通信測控網……………………………………… 278
10. 4. 5 印度航天通信測控網………………………………………… 279
10. 4. 6 中國航天通信測控網………………………………………… 279
10. 5 深空通信測控網的未來發展………………………………………… 280
10. 5. 1 天基通信測控網……………………………………………… 280
10. 5. 2 中國深空通信測控網的未來發展…………………………… 283
參考文獻……………………………………………………………………… 286
第11 章 未來發展趨勢………………………………………………………… 287
11. 1 深空通信與測控技術的未來發展動向……………………………… 288
11. 1. 1 通信技術在航天領域的套用………………………………… 288
11. 1. 2 系統穩定性技術……………………………………………… 290
11. 1. 3 太空飛行器自主運行技術………………………………………… 291
11. 1. 4 太空飛行器之間的跟蹤…………………………………………… 293
11. 1. 5 建立太空資源資料庫………………………………………… 293
11. 2 天線…………………………………………………………………… 294
11. 3 自由空間光通信……………………………………………………… 295
11. 4 網際網路給航天信息傳輸業務注入了新思想………………………… 296
參考文獻……………………………………………………………………… 297"
