18、卫星与航天通信技术全面解析

卫星与航天通信技术全面解析

1. 卫星通信概述

自20世纪60年代中期商业运营开始以来，卫星对世界通信产生了深远影响。如今，我们认为许多服务是理所当然的，比如全球电视、可靠的偏远地区通信、船舶、飞机和移动车辆的移动通信、广域数据网络、直接卫星电视和音频广播到家庭和移动车辆、定位、地球观测（气象和测绘）以及个人通信（如手持移动电话）等。

通信卫星在地球高空轨道上作为视线微波中继器工作，能够覆盖地球表面的大片区域。这种独特的特性使卫星特别适合用于广播、移动通信和点对多点通信等广泛覆盖区域的通信应用。此外，对于许多地面设施投资成本过高而不合理的地点，卫星系统也能提供具有成本效益的接入方式。

2. 卫星应用

2.1 卫星轨道类型

卫星轨道主要分为以下几种类型：
- 地球静止轨道（GEO） ：位于赤道平面，高度为35,786公里，周期为一个恒星日（23小时56分4.09秒），有时也被称为克拉克轨道。从地面看，GEO卫星几乎是静止的，指向这些卫星的地球天线可能只需要有限或无需跟踪能力。
- 地球同步轨道（GSO） ：轨道周期与地球自转同步，如12小时或6小时，但通常不在赤道平面上。
- 高地球轨道（HEO） ：最高高度（远地点）大于GEO的轨道。
- 低地球轨道（LEO） ：高度在几百公里到约2000公里之间的轨道。例如，铱星卫星公司（Iridium Satellite LLC）有66颗运行卫星，高度为780公里；全球星（GlobalstarTM）有40颗