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        淺析衛(wèi)星通信的應(yīng)用發(fā)展

        2019-11-11 12:18:11劉軍軍
        卷宗 2019年29期

        劉軍軍

        摘 要:隨著衛(wèi)星通信技術(shù)的快速發(fā)展,普遍的應(yīng)用于導(dǎo)航定位、通信以及探測等方面,并且受到了人們的關(guān)注也越來越多。然而在現(xiàn)階段衛(wèi)星通信技術(shù)的具體應(yīng)用中,發(fā)現(xiàn)其抗干擾能力相對薄弱,導(dǎo)致衛(wèi)星通信的優(yōu)點(diǎn)無法得到有效地發(fā)揮。本文根據(jù)衛(wèi)星通信在全球的應(yīng)用情況,闡述衛(wèi)星通信的未來發(fā)展前景,并探討我國衛(wèi)星通信事業(yè)的發(fā)展策略。

        關(guān)鍵詞:衛(wèi)星通信;關(guān)鍵技術(shù);應(yīng)用范圍;發(fā)展前景

        現(xiàn)今,衛(wèi)星通信作為一種重要通信手段,在我國得到廣泛應(yīng)用。在新的形式下,衛(wèi)星通信正與現(xiàn)代高新技術(shù)緊密結(jié)合,滿足了我們對信息傳輸與處理不斷增長的需求,擴(kuò)展了衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域。同時,我們要正視我國衛(wèi)星通信的發(fā)展,積極借鑒國外的先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗,不斷研發(fā)新技術(shù),使我國衛(wèi)星通信事業(yè)獲得快速高效地發(fā)展。

        1 衛(wèi)星通信的關(guān)鍵技術(shù)

        1.1 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

        數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是指用最少的數(shù)碼來表示信號的,主要應(yīng)用于對龐大的多媒體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效壓縮處理。通信時間、傳輸帶寬、發(fā)射能量作為數(shù)據(jù)壓縮的對象,主要采用靜態(tài)數(shù)據(jù)壓縮和動態(tài)數(shù)據(jù)壓縮相結(jié)合,為通信系統(tǒng)帶來了高效率。

        1.2 準(zhǔn)信息同步技術(shù)

        準(zhǔn)信息同步基本上可分為兩類:一是連續(xù)同步:兩個或兩個以上實(shí)時連續(xù)信息之間的同步;二是時間驅(qū)動同步:一個或一組相關(guān)事件發(fā)生與引起的相應(yīng)動作間的同步。在衛(wèi)星多媒體通信中為了實(shí)現(xiàn)信息同步可采用緩沖和反饋法以及時間戳法。

        1.3 智能衛(wèi)星天線系統(tǒng)

        因為需要傳送多媒體信息,通常要求2.5 GHZ以上帶寬的通信系統(tǒng)來傳送,因此選擇了Ku頻段甚至Q和V頻段的多媒體通信系統(tǒng)。由于Ku波段以上雨衰量相當(dāng)嚴(yán)重以及衛(wèi)星功率受限等因素,為了克服這些不利影響,我們非常有必要研究高智能性天線,。

        1.4 寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)

        加快寬帶IP衛(wèi)星通信技術(shù)的研究進(jìn)一步,以此滿足衛(wèi)星通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相適應(yīng)的需求,主要研究方向包括這2個方面:一是在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上繼續(xù)沿襲衛(wèi)星ATM協(xié)議;二是建立一套新型IP技術(shù)交互協(xié)議,徹底放棄原ATM協(xié)議。

        2 現(xiàn)階段衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

        2.1 通信衛(wèi)星

        衛(wèi)星通信是指利用衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)或反射無線電波,以此來實(shí)現(xiàn)兩個或多個地球站(或手持終端)之間或地球站與航天器之間通信的一種通信方式。換言之,衛(wèi)星通信是在地球上,包括地面、水面和大氣層中的無線電通信站之間,利用人造衛(wèi)星作為中繼站進(jìn)行的通信。

        2.2 導(dǎo)航衛(wèi)星

        由于不受天氣的限制,導(dǎo)航衛(wèi)星可為飛機(jī)、船舶、車輛、衛(wèi)星、以及人員等各種移動用戶進(jìn)行全天候?qū)崟r高精度的導(dǎo)航定位。目前導(dǎo)航衛(wèi)星有十多顆,可以覆蓋全球。根據(jù)導(dǎo)航方式不同,導(dǎo)航衛(wèi)星可分為測速衛(wèi)星和測距衛(wèi)星;按照衛(wèi)星運(yùn)行軌道高度的不同又將導(dǎo)航衛(wèi)星分為低高度衛(wèi)星、中高度衛(wèi)星和高高度衛(wèi)星

        2.3 氣象衛(wèi)星

        氣象衛(wèi)星是指從太空對地球及大氣層進(jìn)行實(shí)時氣象觀測的人造地球衛(wèi)星。實(shí)質(zhì)上可看作高懸掛在太空中的一個高級氣象站,結(jié)合了空間遙感技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及通信控制技術(shù)等等。氣象衛(wèi)星觀測范圍非常廣、觀測時效性強(qiáng),觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量高,并且不受自然條件和地理條件的限制。氣象衛(wèi)星可分為太陽同步軌道氣象衛(wèi)星和地球靜止軌道氣象衛(wèi)星。太陽同步軌道氣象衛(wèi)星每天對地球表面巡查兩遍,可以獲得全球氣象數(shù)據(jù)。地球靜止軌道氣象衛(wèi)星可以對全球1—3的地區(qū)連續(xù)進(jìn)行氣象觀測,實(shí)時將氣象資料傳回地面。

        2.4 資源衛(wèi)星

        資源衛(wèi)星主要是勘測和研究地球資源,它能幫助人們對地下寶藏,歷史古跡,地層結(jié)構(gòu),農(nóng)作物,森林,海洋,空氣等等人們觀測不到的資源進(jìn)行勘測。

        2.5 返回式遙感衛(wèi)星

        返回式衛(wèi)星是低軌道衛(wèi)星,主要是三大用途:一是對地觀測,獲取遙感信息;二是進(jìn)行微重力實(shí)驗;三是為載人航作返回的技術(shù)儲備。

        2.6 偵察衛(wèi)星

        偵察衛(wèi)星主要用于搜集和截獲軍事情報,由于它偵察范圍廣,速度快,可不受國界限制對某個地區(qū)進(jìn)行定期或連續(xù)的監(jiān)視,因此,對于增強(qiáng)國家軍事實(shí)力和綜合國力具有深遠(yuǎn)意義。

        3 衛(wèi)星通信的發(fā)展趨勢

        3.1 衛(wèi)星通信向衛(wèi)星移動通信方向演進(jìn)

        利用衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)移動用戶之間或者移動用戶與固定用戶之間的互相通信方式,稱為衛(wèi)星移動通信。衛(wèi)星移動通信作為現(xiàn)代衛(wèi)星通信的發(fā)展方向之一,必然朝著衛(wèi)星固定通信方向發(fā)展。衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)是一種新型通信系統(tǒng),基于海事衛(wèi)星通信之上將衛(wèi)星多波束覆蓋技術(shù)、星載處理技術(shù)與地面蜂窩移動通信的有關(guān)技術(shù)相結(jié)合。衛(wèi)星移動通信充分呈現(xiàn)出了衛(wèi)星通信的優(yōu)勢,補(bǔ)充現(xiàn)有的移動通信,除了向人口密集城市和人口稀少邊遠(yuǎn)地區(qū)提供大范圍的移動通信之外,還可在現(xiàn)有交通領(lǐng)域如汽車、火車和航空運(yùn)輸中進(jìn)行通信。

        3.2 衛(wèi)星通信與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合

        近年來,在衛(wèi)星通信技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的環(huán)境下,必然導(dǎo)致了衛(wèi)星通信技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的相結(jié)合,這種融合之后的技術(shù)被稱為衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。現(xiàn)有的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的連接方式主要依托以下兩種:一是利用寬帶衛(wèi)星的雙向傳輸通信方式;二是采用衛(wèi)星的高速下載和地面網(wǎng)絡(luò)反饋的外交互通信方式:將下行數(shù)據(jù)鏈路作為衛(wèi)星鏈路,將上行數(shù)據(jù)鏈路作為電話撥號、局域網(wǎng)等其它通信鏈路。

        4 我國衛(wèi)星通信發(fā)展前景

        衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),是一個投資大、產(chǎn)量少、科技含量高、原材料貴的特殊行業(yè),不能單靠市場力量,否則難以保證在技術(shù)創(chuàng)新、 業(yè)務(wù)創(chuàng)新等方面得到健康穩(wěn)定的發(fā)展,所以離不開政府的正確引導(dǎo)和大力扶持,必須堅持“統(tǒng)籌規(guī)劃、分步實(shí)施、協(xié)調(diào)發(fā)展”的方針。

        衛(wèi)星通信系統(tǒng)要與地面通信系統(tǒng)緊密結(jié)合。衛(wèi)星通信必然是以地面系統(tǒng)的有效支持、補(bǔ)充與延伸為基本定位,特別應(yīng)充分發(fā)揮衛(wèi)星通信的各種優(yōu)勢和特點(diǎn),對地面通信系統(tǒng)未能覆蓋延伸的區(qū)域(特別是邊遠(yuǎn)區(qū)域及山區(qū)、海島等特種地形、地域)進(jìn)行有效的互補(bǔ)和支撐。因此,衛(wèi)星通信系統(tǒng)必須與地面通信系統(tǒng)進(jìn)行緊密結(jié)合。

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