【正文】 240 80 SAT32 240 200 SAT33 240 320 99 ?Walker Delta星座 ?最優(yōu) Delta星座 T P F i (186。 相鄰軌道面相鄰衛(wèi)星間的相位差為 360186。 解 : 星座相鄰軌道面的升交點(diǎn)經(jīng)度差為 360186。假設(shè)初始時(shí)刻，星座第一顆衛(wèi)星位于 (0186。) ?1(186。 2 3 2 4 2 5 3 5 3 6 3 7 4 7 4 8 4 9 5 9 88 ?近極軌道星座 ?傾角接近但不等于 90186。 2 3 2 4 2 5 3 5 3 6 3 7 4 7 4 8 4 9 5 9 5 10 5 11 6 11 86 ?極軌道星座 ?球冠覆蓋條件 E q u a t o rφ φ( 1 ) ( 1 ) c o s c o s( 1 ) ( 1 ) a r c c o s c o sc o s ( / )P P cPPS? ? ??? ? ??? ? ? ? ???? ? ? ?????87 ?極軌道星座 ?30186。 68 69 太空垃圾的現(xiàn)狀 ? 有約 6000噸太空垃圾繞地球飛行 ? 大約 4K個(gè)運(yùn)行中或報(bào)廢的人造衛(wèi)星和火箭殘?bào)w ? 大約 6000個(gè)可以看到并跟蹤的太空垃圾碎片 ? 已到“臨界點(diǎn)”，隨時(shí)將發(fā)生碰撞 70 71 72 73 如何應(yīng)對太空垃圾 ? 限制空間垃圾的產(chǎn)生 ? 清除空間垃圾 ? 探測和控制太空垃圾以避免碰撞 74 75 ? 、軌道攝動(dòng)理論 76 77 衛(wèi)星 星座設(shè)計(jì) ?衛(wèi)星星座的定義 ?具有相似的類型和功能的多顆衛(wèi)星，分布在相似的或互補(bǔ)的軌道上，在共享控制下協(xié)同完成一定的任務(wù) ?設(shè)計(jì)基本出發(fā)點(diǎn) ?以最少數(shù)量的衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對指定區(qū)域的覆蓋 78 ?衛(wèi)星星座選擇 ?仰角要盡可能高 ?傳輸延時(shí)盡可能小 ?星上設(shè)備的電能消耗盡可能少 ?如果系統(tǒng)采用星際鏈路，則面內(nèi)和面間的星際鏈路干擾必須限制在可以接收的范圍內(nèi) ?對不同國家、不同類型的服務(wù)，軌位的分配需要遵循相應(yīng)的規(guī)章制度 ?多重覆蓋問題以支持特定業(yè)務(wù) (GPS定位 )或提供有QoS保證的業(yè)務(wù) 79 ?衛(wèi)星星座類型 ?極 /近極軌道星座 ?傾斜圓軌道星座 (主要有 Walker的 Delta星座和 Ballard的 Rosette星座 ) ?共地面軌跡星座 ?赤道軌道星座 ?混合軌道星座 80 ?極軌道星座 ?在極軌道星座中：每個(gè)軌道面有相同的傾角和相同數(shù)量的衛(wèi)星，所有衛(wèi)星具有相同的軌道高度 ?軌道傾角為固定的 90186。 在近地空間里，還飄浮著許多火箭的殘余部分，如火箭被丟棄的金屬外殼、運(yùn)載火箭的末級殘?bào)w、散落下來的發(fā)動(dòng)機(jī)和各種銜接部件等。 列勃捷夫在進(jìn)行例行的太空行走時(shí)，他剛剛打開“禮炮 7號”空間站的減壓艙門，由于近乎真空的太空所具有的巨大吸力，把宇航員們不慎留在減壓艙內(nèi)的一些螺栓、墊圈和一支鉛筆，都吸入太空，成為了太空垃圾。其中前蘇聯(lián)就曾進(jìn)行了 19次衛(wèi)星攔截、爆炸試驗(yàn)，給太空帶來了 500～ 1000塊大小不等的碎塊垃圾。 ? 在 市場反應(yīng)冷淡的情況下，銥星公司被迫作出價(jià)格調(diào)整，調(diào)整后的手機(jī)價(jià)格 為 3000美元，通話費(fèi)為 /分鐘。從 目前的情況來看，主要有如下幾個(gè)方面的原因 53 ? （ 1）技術(shù) 先進(jìn)，但不 成熟 ? 銥 星公司獲得了 1998 年度 《 大眾科學(xué) 》 雜志年度 100項(xiàng)最佳科技成果獎(jiǎng)中的 電子技術(shù)獎(jiǎng) ，這是一項(xiàng)在全美科技產(chǎn)業(yè)中具有較大影響 的獎(jiǎng)項(xiàng) 。除了摩托羅拉等公司提供的投資和發(fā)行股票籌集的資金外，銥星公司還舉借了約 30億美元 的債務(wù) ，月息 就達(dá) 4000多萬美元 。銥星所采用的 MFTDMA（多頻時(shí)分多址）通信體制的話音質(zhì)量不如 CDMA（碼分多址）。 48 （ 3） 轉(zhuǎn)換成本 較大 銥 星系統(tǒng)與蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)相連，必須適應(yīng)不同的區(qū)域傳輸標(biāo)準(zhǔn)，由此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換成本給用戶帶來較大的不便。 47 （ 2） 銥星電話過于笨重，使用不 方便 銥 星電話過于笨重，使用不方便，并且需要特殊的培訓(xùn)。 44 你會選擇銥星電話嗎，為什么？ 45 技術(shù)的 瑕疵 銥星技術(shù)先進(jìn)，但是也并非完美無瑕，幾個(gè)嚴(yán)重的瑕疵為其之后的破產(chǎn)埋下了伏筆。 ? 主要 業(yè)務(wù)是：移動(dòng)電話（手機(jī)）、尋呼和數(shù)據(jù)傳輸 。 40 ? 銥 系統(tǒng)通信鏈路 ? 用戶 鏈路， L頻段， ~，時(shí)分雙工模式； ? 饋送 鏈路， Ka頻段，上行 ~；下行~； ? 星際 鏈路， Ka頻段，為 ~。 38 ? 銥系統(tǒng)地面段 ? 銥 系統(tǒng)的地面段包括信關(guān)站、用戶終端和遙測、跟蹤和控制站（ TTC） ? 由于 銥系統(tǒng)采用了星際鏈路，因此只需在全球設(shè)置少數(shù)幾個(gè)信關(guān)站即可。只有在蜂窩制式通信范圍以外的地區(qū) 打電話時(shí) , 才需要使用銥星手機(jī)通過銥星系統(tǒng) 打電話。在其他尚無移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，人們只能通過銥星或同類公司開發(fā)的衛(wèi)星電話通信。目前，美國國防部出資維持銥系統(tǒng)的運(yùn)行 32 ?銥 星通過南北極運(yùn)行在780千米的軌道上，每條軌道上除布星 11顆外，還多布 1至 2顆作為備用。 22 ? 系統(tǒng)地面段 ?通常 包括：信關(guān)站（也稱為固定地球站 FES）、網(wǎng)絡(luò)控制中心（ NCC）和衛(wèi)星控制中心（ SCC） ?用戶 信息管理系統(tǒng)（ CIMS）是負(fù)責(zé)維護(hù)信關(guān)站配置數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)計(jì)費(fèi)、生成用戶賬單并記錄呼叫詳情的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，與信關(guān)站、網(wǎng)絡(luò)控制中心和衛(wèi)星控制中心協(xié)同工作 ?可以 將網(wǎng)絡(luò)控制中心、衛(wèi)星控制中心和用戶信息管理系統(tǒng)合在一起稱為控制段 23 ? 系統(tǒng)地面段 —— 信關(guān)站 ?信 關(guān)站通過本地交換提供系統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)（空間段）到地面現(xiàn)有核心網(wǎng)絡(luò)（如公用電話交換網(wǎng) PSTN和公用地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)PLMN）的固定接入點(diǎn) ?衛(wèi)星 移動(dòng)通信系統(tǒng)與地面移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（如GSM和 CDMA網(wǎng)絡(luò)）的集成帶來了一些附加的問題，必須在信關(guān)站中 解決 24 ? 系統(tǒng)地面段 —— 網(wǎng)絡(luò)控制中心 ?又 稱為網(wǎng)絡(luò)管理站（ NMS），與用戶信息管理系統(tǒng)CIMS相連，協(xié)同完成衛(wèi)星資源的管理、網(wǎng)絡(luò)管理和控制相關(guān)的邏輯功能，按照功能又可以劃分為網(wǎng)絡(luò)管理功能組和呼叫控制功能組。非靜止軌道衛(wèi)星使用星際鏈路進(jìn)行互連，使用軌間鏈路（ IOL： InterOrbit Links）與靜止軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星互連。系統(tǒng)仍然需要信關(guān)站來完成一些網(wǎng)絡(luò)功能，但對其的依賴性已經(jīng)下降。 18 ? ETSI建議的衛(wèi)星個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?結(jié)構(gòu) （ b）同樣沒有采用星際鏈路，使用靜止軌道衛(wèi)星提供信關(guān)站之間的連接。 ③ 通信過程中，用戶天線應(yīng)該對運(yùn)動(dòng)中的衛(wèi)星進(jìn)行跟蹤，或者，用 戶天線需要是全向天線 . ④ 由于衛(wèi)星繞地球的公轉(zhuǎn)和地球自身的自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的多普勒頻 移很大， 需要進(jìn)行補(bǔ)償 。 ⑤ 星座能夠?qū)τ脩籼峁┒嘀馗采w。 2023年以后，集成了衛(wèi)星通信子系統(tǒng)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（ UMTS/IMT2023） 5 衛(wèi)星與地面移動(dòng)通信系統(tǒng)的比較 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) 地面移動(dòng)通信系統(tǒng) 易于快速實(shí)現(xiàn)大范圍的完全覆蓋 覆蓋范圍隨地面基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè) 而持續(xù)增長 全球通用 多標(biāo)準(zhǔn)，難以全球通用 頻率利用率低 頻率利用率高（蜂窩小區(qū)小） 遮蔽效應(yīng)使得通信鏈路惡化 提供足夠的鏈路余量以補(bǔ)償信號衰落 適合于低人口密度、有限業(yè)務(wù)量的 農(nóng)村環(huán)境 適用于該人口密度、大業(yè)務(wù)量的城市環(huán)境 6 ? 衛(wèi)星 移動(dòng)通信主要分為靜止軌道和低軌衛(wèi)星通信兩種，本章主要介紹近地軌道衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) 7 你認(rèn)為衛(wèi)星移動(dòng)通信有哪些優(yōu)點(diǎn)、哪些特點(diǎn)？ 8 近地軌道移動(dòng)通信衛(wèi)星的 優(yōu)點(diǎn) ① 由于衛(wèi)星軌道高度低，鏈路傳播損耗小，有利于系統(tǒng)為手持移動(dòng)終端用戶提供服務(wù) 。 1988年， InmarsatC成為第 1個(gè)陸地衛(wèi)星移動(dòng)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng) 銥 星及衛(wèi)星移動(dòng)通信 1 主要內(nèi)容 ? 移動(dòng)通信 及其 關(guān)鍵 技術(shù) ? 星 計(jì)劃及其衰落 ? ? 構(gòu)型設(shè)計(jì)與保持技術(shù)、軌道攝動(dòng)理論 2 ? 1. 衛(wèi)星移動(dòng)通信及其關(guān)鍵技術(shù) 3 ? 概念糾偏： 衛(wèi)星移動(dòng)通信中的“移動(dòng)”，指的是終端的“移動(dòng)”，而不是衛(wèi)星的“移動(dòng)” 。 1982年， InmarsatA成為第 1個(gè)海事衛(wèi)星移動(dòng)電話系統(tǒng) 第二代衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)：數(shù)字傳輸技術(shù) 1998年，銥（ Iridium）系統(tǒng)成為首個(gè)支持手持終端的全球低軌衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng) ④ 可利用多普勒頻移進(jìn)行定位 。 ② 星座中任一顆對地面的覆蓋時(shí)間都是有限 的 (一般小于 15分鐘 )， 為保證通信的連續(xù)性 ，需要頻繁切 換，技術(shù)復(fù)雜 。全球星系統(tǒng)采用該結(jié)構(gòu)方案為移動(dòng)用戶提供服務(wù)。 19 ? ETSI建議的衛(wèi)星個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?結(jié)構(gòu) （ c）使用了星際鏈路來實(shí)現(xiàn)相同軌道結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星進(jìn)行互連。 20 ? ETSI建議的衛(wèi)星個(gè)人通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) ?結(jié)構(gòu) （ d）中使用了雙層衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的混合星座結(jié)構(gòu)。 21 ? 系統(tǒng)空間段 ?空間 段提供網(wǎng)絡(luò)用戶與信關(guān)站之間的連接； ?空間 段由 1個(gè)或多個(gè)衛(wèi)星星座構(gòu)成，每個(gè)星座又涉及到一系列軌道參數(shù)和獨(dú)立的衛(wèi)星參數(shù)； ?空間 段軌道參數(shù)通常根據(jù)指定覆蓋區(qū)規(guī)定的服務(wù)質(zhì)量（ QoS）要求，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的最初階段便確定； ?空間 段的設(shè)計(jì)可采用多種方法，取決于軌道類型和星上有效載荷所采用的技術(shù)。 ? 銥 系統(tǒng)于上世紀(jì)八十年代末由 Motorola推出，九十年代初開始開發(fā)，耗資 37億美元，于 1998年 11月開始商業(yè) 運(yùn)行 ? “銥”公司于 2023年 3月宣告破產(chǎn)?；氐郊乙院?，巴里和摩托羅拉在亞利桑那州工作的衛(wèi)星通信小組的另外兩名工程師想到了一種銥星解決 方案 —由 77顆近地衛(wèi)星組成的星群，讓用戶從世界上任何地方都可以打電話 銥星 手機(jī) 34 ? 盡管移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)似乎無所不在，但實(shí)際上這一網(wǎng)絡(luò)只覆蓋了全球約 8%的地區(qū)。 不過打 普通蜂窩制式電話的費(fèi)用要比打銥星電話的 費(fèi)用低 , 所以在能夠打蜂窩制式電話的地區(qū)應(yīng)盡量選用 蜂窩 制式。 36 ? 銥系統(tǒng)空間段 ? 銥” 星座中的每顆衛(wèi)星提供 48個(gè)點(diǎn)波束，在地面形成 48個(gè)蜂窩小區(qū)，在最小仰角 ，每個(gè)小區(qū)直徑為 600