卫星技术（共8篇）
篇1：卫星技术
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 第二章
卫星轨道与卫星技术
卫星作为一个重要的空基平台，不仅要提供承载传感器的物理支持，还要提供电源供应、数据收发等辅助功能，这是内容将在卫星技术里面介绍。卫星轨道的选择取决于遥感数据的要求，将在介绍卫星运动规律的基础上介绍几种常用的卫星轨道。
2.1 卫星轨道
1卫星运动规律
卫星作为一个人造天体，服从天体运动规律。请参考理论力学、普通天文学等课程深入了解该部分内容
A 卫星轨道是一条圆锥曲线
卫星受到地心的万有引力作用绕地球运转其轨道在过地心的一个平面内。r c a O 在极坐标下运动方程为：
2GMrrr
2hr2定义e＝c/a是偏心率，a是半长轴，c是焦距，P=a(1－e2)是半通径，是矢径与半长轴之间的夹角，此时轨道方程可以：
P1e2ra
1ecos1ecos偏心率e决定了卫星轨道的形状。至于用于对地遥感目的的卫星，其轨道是椭圆轨道（e<1）。
近地点，＝0°，ra＝a(1－e)远地点，＝180°，为：rp＝a(1＋e)
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 B 卫星在相同时间内扫过相同的面积 在极坐标下面积时间变化率dA/dt为：
dA121rhdt22
hrr显然，卫星高度越高，角速度越小，卫星运动速度越慢！
卫星在轨道上的能量
W1GMmGMmmv22r2a
21v2GM()ra此即卫星活力公式，以此可以推导远地点和近地点卫星运动速度！
C卫星轨道周期的平方与半长轴立方成正比
a3GM 22T4显然卫星周期只取决于半长轴，与其它参数无关！
天体运动规律只解决了卫星在轨上的运动状态。卫星由地面发射进入轨道则是由运载火箭来完成的，卫星在轨道上面的运行速度取决于入轨状态，因此对应于不同的运行轨道发射火箭的推力需求也不同，或者卫星入轨速度和姿态决定了卫星轨道形状！卫星轨道描述
在卫星对地遥感中，卫星空间位置是一个不可或缺的基本参数。一个没有轨道信息的卫星遥感资料是毫无价值的！
对卫星轨道的描述依赖具体的坐标系。在天文学以及天体物理学中，通常采用天球坐标系，这也是刻画卫星作为天体的运行轨道状态的最直观的描述体系，它不考虑地球的自转。在地面资料处理、卫星定位时通常使用地理坐标，它直接描述卫星相对地面的具体位置。
A 天球坐标系
以地心为中心，地球赤道平面所在平面为天赤道平面，地球两极与天球两极一致，这
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 样一个假想球为天球，它不随地球自转。天球上任意一点位置用赤经和赤纬表示。赤经以春分点为起点，反时针度量，以0-360°表示。赤纬由天赤道向南北两边至极地为90°。在天球坐标系下，描述卫星轨道需要以下几个参数：
图 天球坐标系
卫星轨道的空间取向参数：
倾角 赤道平面与卫星轨道平面的夹角。
升交点赤经：卫星由南半球飞北半球南段轨道称为轨道升段。轨道升段与赤道平面交点称为升交点。升交点位置用赤经表示，它表示轨道平面相对太阳的取向（赤纬是多少？）。太阳升交点赤经是多少？
卫星轨道形状参数
偏心率 确定卫星轨道形状 轨道半长轴：卫星运行周期
近地点角：轨道平面内升交点和近地点之间张角，它描述轨道半长轴空间取向
卫星在轨道上位置参数
平均近点角M：卫星通过近地点时刻为tp，则任意时刻t的平均近点角定义为：M=（t－tp），＝2/T。它描述任意时刻卫星在轨道上面的位置
卫星真近点角和偏近点角E 此时有开普勒方程将该参数联系起来：M＝E－esinE 3
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09
图 卫星真近点角和偏近点角E
B 地理坐标
地理坐标系以地球上面的经纬度表示轨道空间位置，它随着地球一起转动。在各种卫星定位中通常使用该坐标系。
星下点：卫星与地球中心连线在地球表面的交点。由于地球的自转和卫星绕地球的旋转，星下点在地面上形成一条连续的运动轨迹－星下点迹。
升交点与降交点：定义同天球坐标系，只是用地球坐标系来表示。由于地球自转，每圈轨道的升交点与降交点可能都是不同的。
截距：卫星绕地球公转的同时，地球不同的自西向东旋转，所以当卫星绕地球一周后地球相对卫星转过的角度称为截距。截距等于两个升交点之间的经度之差。由于卫星轨道相对地球每小时向西偏移15°，故截距与轨道周期和升交点经度之间的关系为：n+1－n ＝L＝T×15°/小时（西经取＋）
轨道数：从卫星入轨到第一个升交点为0轨道，以后每过一个升交点，轨道数目增加1。它描述了卫星在空间的飞行时间。
C 人造卫星经纬度随时间变化近似公式
在轨道定位中，有时候需要确切知道任意时刻卫星在轨道上的位置。摘自：
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 3常用卫星轨道简介
A 卫星轨道分为许多类，按照卫星轨道参数划分为前进轨道（倾角小于90°）、后退轨道、赤道轨道以及极地轨道。
前进轨道卫星顺地球自转方向运动，反之，后退轨道逆地球自转方向运动。赤道轨道卫星倾角为0°或者180°，卫星在赤道上空运行
极地轨道卫星倾角90°，卫星通过南北两极。由于地球自转，这一轨道可以实现全球覆盖。
按照卫星高度划分为低高度短寿命轨道，主要适合在军事卫星
中高度长寿命轨道，高度350-1500km，寿命在1年以上。既有较高的地面分辨率，又有较长的寿命，目前大多数民用遥感卫星都采用这类轨道。
高高度长寿命静止卫星
运行高度35800km，卫星寿命在几年以上，主要用于气象、广播、通讯领域。
按照卫星轨道形状又可划分为园轨道和椭圆轨道。圆轨道对于卫星轨道预告和资料定位十分方便。
B近极地太阳同步轨道
卫星的轨道平面与太阳始终保持固定的取向，轨道倾角接近90°，有时又简称近极地太阳同步轨道或者极地轨道。卫星几乎以同一地方时经过世界各地。考虑到地球绕太阳公转的因素，必须使卫星轨道平面每天自西向东旋转1°。利用地球扁率引起的卫星轨道摄动来实现太阳同步轨道，卫星高度越高，实现太阳同步轨道的倾角也越大。对于TIROS-N系列，卫星高度870km，轨道倾角98.899°。
太阳同步轨道的有点：利用地球自转可以实现全球观测，尤其能够观测极区 在观测时有合适的照明，可以得到稳定的太阳能，保障卫星正常工作。
但该轨道时间分辨率低，对某个地区的观测时间间隔长，一颗极地太阳同步轨道卫星每天只能对同一地区观测两次，不能监视生命史短、变化快的过程。而且相邻两条轨道的观测资料不是同一时刻的，需要进行同化。
C 地球静止卫星轨道
轨道倾角为0°，卫星在赤道上面运行。卫星周期等于地球自转周期。由静止卫星周期T=23h56m04s，可以计算卫星高度 H＝35860km，,卫星在轨道运行速度V＝3.07km/s 优点：
卫星高度高、视野广，一颗静止卫星可以观测地球南北纬度70°东西经度140°约占地球表面1/3的面积
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 可以对某个地区进行连续观测，时间分辨率高
但是，不能观测两极，而且由于卫星高度高，对传感器灵敏度以及分辨率能力要求高，对卫星定位要求高：失之毫厘，差之千里。
另外，由于静止卫星只能位于赤道上空，其上能够容纳的卫星数量是有限的。因此，在设计静止卫星时，必须考虑富余设计，在卫星工作生命到期时用推力火箭将卫星推向更高高度成为宇宙垃圾，腾空原来卫星轨道！
D 轨道选择原则
从理论上来说，遥感卫星的空间轨道可以是任意的。具体到遥感应用的具体任务需求，却要求选择最有利的空间轨道。有时候，轨道选择对实现遥感任务是具体来说，选择卫星轨道应该遵循如下原则：
减小地球大气磨擦，H>200km 全球覆盖性的地球观测－极轨或者近极轨 保持恒定光照－太阳同步轨道 连续观测－静止轨道 地面高分辨率－低轨道
尽量选用圆轨道，方便轨道预报和卫星定位。
关于前苏联在1965年4月23日发射第一颗试验通讯卫星闪电1A成功进入一个绕地的独特轨道。其高度变化在600km－39650km之间。西方专家认为苏联原计划发射同步卫星，由于这样那样的原因未能达到预定轨道。事实上，这个轨道是有意选择的，对于处于高纬度地区的苏联来说它是最适合的轨道。苏联人机智地应用了第二运动定律（越高越慢），把卫星发射在与赤道成65°倾角的椭圆轨道上，这样既能照顾到苏联北部又能顾及南部。当卫星在赤道以北时，远离地球，这样，在卫星绕地一周12小时内有8小时在苏联上空，这真是一个聪明的解决办法。
2.2 卫星技术
卫星遥感是一项庞大的系统工程，卫星作为遥感传感器的空间承载平台，与地面平台截然不同，需要一些专门的技术以保障正常的观测活动能够顺利进行。卫星姿态控制
问题：在太空中，如何保持姿态稳定？
引：宇航员在太空中如何把一个香蕉传给同伴？儿童常玩的陀螺
卫星对地观测，通常要求传感器保持某种固定的对地姿态。比如，一般来说要求正对
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 地面观测，但有些特殊的卫星观测项目，比如临边、掩星观测则要求某些特殊的取向。因此卫星遥感中姿态控制是最基本的卫星技术。比如，我国早期的风云卫星在上天10多天后姿态控制就出了问题，卫星发生翻滚，导致整个卫星报废！在太空中，卫星姿态稳定采用陀螺原理。早期采用自旋稳定，卫星绕自身旋转，自旋轴在轨道平面内平动，仪器装在卫星底部，则在一个卫星周期内只有部分时间能够进行观测，后来采用滚轮式自旋稳定，自旋轴与卫星轨道平面垂直，仪器装在卫星侧面，当仪器转向朝向地面时进行观测，这样在整个周期内都能观测。现在的卫星大都采用三轴稳定：
俯仰轴，与轨道平面垂直，控制卫星上下摆动
横滚轴，平行轨道平面且与轨道方向一致，控制卫星左右摆动 偏航轴，指向地心，控制卫星沿轨道方向运行。
在卫星绕地一圈中，偏航轴与横滚轴改变360°才能保持姿态稳定。卫星电源
卫星需要庞大的电能为通讯系统、伺服系统以及传感器提供电力供应。卫星的供电能力是限制卫星载荷的一个重要因素。早期一般采用化学电池，容量有限，适合返回卫星。目前大都采用太阳能帆板电池。但是在通讯卫星上，考虑可能出现的卫星蚀，卫星上面必须配备蓄电池。
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 210-1-***TIME
调制过程 通讯
卫星一旦进入轨道，通讯系统是地面与卫星之间进行联系的唯一途径。
卫星接收各种控制指令和发送各种状态，实时传输型遥感卫星，传感器获得的资料也必须借助通讯系统发回地面。通讯系统负责对卫星源数据进行调制，生成调制波，地面接收调制波，再经解调还原数据。通讯系统能力是制约卫星遥感的一大因素，特别是目前越来越突出。在有些卫星上面，特别是极轨卫星，当卫星不再地面接收区之外时还需要另外的资料暂存系统保存数据，在卫星再次飞临地面站上空时发送。卫星结构
由于受到运载火箭发射能力的限制，卫星设计要求采用高强度、轻重量的材料，在满足强度要求的同时尽可能减轻自身重要，以便尽可能多增加负载容量。另外，卫星在太空保持姿态稳定的需要，通常都设计成某种对称结构，现代卫星都有一对长长的太阳能帆板,以及固定指向的通讯天线。除此之外，现代卫星对空间电磁环境，空间热辐射的严格要求，也是卫星结构设计必须考虑的因素。
卫星在运行过程中，向阳面温度高，背阴面温度低，卫星的这种温差可以达到200℃。另外，用电功耗大的仪器会发热，需要将热量散发出去，处于低温环境的设备需要保温或加温，这些都要靠热控措施来解决。卫星的热控措施有被动热控和主动热控之分。被动热控就是为被控设备选择合适的表面涂层或隔热保温材料进行保温，或用散热好的材料散热。而主动热控则是以电控方法采用加热或通风的办法达到升温或降温的目的，以保证星上设备具有正常的温度环境。
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 5轨道摄动与轨道维护
除了地球引力外，高空稀薄大气阻力，日月及其它天体引力，太阳光压，电磁力等因素都会导致卫星偏离预定开普勒轨道。在卫星业务运行的整个阶段，必须时刻监测卫星的轨道运行状态。
另外，在卫星业务运行过程中，出于某种目的需要变更卫星轨道－比如改变观测计划（TRMM升轨），报废静止卫星轨道转移等。卫星技术发展趋势
材料科学和电子科学的飞速进步极大地促进了卫星技术的进步。纳米级的电子元器件、微米以至纳米级的微机电装置、星上信息处理技术、星间激光信技术、超轻型材料和充气式结构、高效太阳能空间电源系统和电推进系统等 ,将推动卫星技术进入一个崭新的时代。
高强度轻型材料的发展，可以大幅度地降低结构重量，大大提高有效载荷重量； 电路的高度集成化和微处理器执行指令速度的大大提高 ,电子系统的体积、重量和能耗都会大大下降，性能指标则大大提高。
高效太阳能空间电源系统有望使得能源供应容量成倍提高，为荷载更多传感器提供便利。
风云一号D星外观
作业：
卫星轨道与卫星技术－教案－2004/09 1 风云一号D星是我国自行研制的第一代太阳同步轨道气象卫星的第四颗星。该星总质量为958千克，轨道高度为870公里，轨道倾角为98.8度。另据报道，风云一号D环绕地球飞行第二圈时，５月１5北京时间上午１１时４４分３６秒，乌鲁木齐气象卫星地面站成功接收到第一张从“风云一号D”传回地面的云图。查找乌鲁木齐的地面经纬度，估算风云一号D星的轨道升交点赤度。美国国家大气海洋局发射的NOAA－6卫星近地点797km，远地点813公里，试估算该卫星的在轨速度。
篇2：卫星技术
空间测控卫星技术进展
根据国际发展和国内需求,对空间测控卫星系统的技术进展进行了简要的综述,重点从总体设计角度对其主要技术特点和关键技术攻关内容进行了深入的.剖析,以期对相关技术的研究和设施建设能有所启示和推动.
作 者：周志成 ZHOU Zhicheng 作者单位：中国空间技术研究院,北京,100094 刊 名：航天器工程 ISTIC英文刊名：SPACECRAFT ENGINEERING 年，卷(期)： 17(2) 分类号：V474.2 关键词：总体设计 卫星 动力学
篇3：卫星技术
对于卫星定位而言,由于有预设轨道,可以通过星历进行预测。而伪卫星安装在地面静止不动,根据现场环境需要进行布局。本文针对北斗伪卫星系统,分析了伪卫星数目、几何布局及伪卫星与卫星组合定位对定位精度的影响。
1 伪卫星系统定位原理
北斗伪卫星卫星定位采用的是伪距定位和载波相位定位,伪距定位是通过接收到的C/A码,计算出接收机到卫星发射信号的时间,再乘以光速得到接收机到卫星之间的距离,然后根据最小二乘法计算出接收机的位置[1,2]。载波相位定位原理是接收机观测到的载波相位观测量,根据载波相位观测方程计算出接收机的位置,载波相位定位原理比伪距定位原理更复杂,设备成本相对比较复杂,但是定位精度大幅提高。由于伪卫星系统追求高精度的定位,所以采用的是载波相位定位。根据载波相位观测方程
其中,f为载波相位的观测得载波频率;c表示光速;ρ表示接收机A与Locata节点j之间的距离;δT为接收机接收的时钟误差;N为代表接收机A与Locata节点之间的整周模糊度;τtrop表示对流层的修正值;ε表示接收噪声、多径误差等。将式(2)代入式(1)进行线性化处理得到
其中,式(3)完成了对未知数x、y、z和t的线性化处理,这里忽略了对流层误差、测量噪声等。根据最小二乘观测模型构造系数矩阵H
根据ΔФ=HΔx,得到ΔX=(HTH)-1HT·ΔФ。
假设有4颗同步伪卫星被接收机同时观测到,伪卫星接收机与卫星接收机一样,首先必须对伪卫星信号或卫星信号连续跟踪并锁定,其次根据解调电文,最后进行定位。在接收机实现连续捕获、跟踪后,根据解调电文在式(1)中,对N1、N2、N3、N4进行初始化,这里采用静态初始化方法(KPI)对整周模糊度进行初始化[3]。最后,根据最小二乘法,将接收机连续跟踪并锁定的伪卫星载波相位观测量代入方程,进行牛顿迭代,计算出接收机的坐标。
2 不同分布的伪卫星对定位精度的影响
当布局4颗同步伪卫星,其发射机坐标为如表1所示。假设接收坐标为(100,300,0),接收机观测到误差服从正态分布N(0,1),仿真次数为1000次。
通过仿真结果图1~图3所示,分别对二维、三维定位误差进行统计,可以看出布局1的定位精度比布局定位2的定位精度高,对于三维定位而言,由于布局在垂直方向上的几何改变比布局二在垂直方向上的几何改变多,从而改善了整个定位网络的几何分布,减小了精度因子值(Dilution of Precision,DOP),提高了定位精度,对于二维定位结果与三维定位结果的比较发现,二维定位误差,收敛速度较快并且集中在10 m以下。所以在布局伪卫星时,可以调整伪卫星之间的高度差来改善几何结构。
3 伪卫星数目对定位精度的影响
为了计算简单,不考虑对流层误差,只考虑伪卫星数目对定位精度的影响,仿真设置伪卫星坐标分别为(-1 000,1 000,100)、(1 000,-1 000,10)、(-1 000,-1 000,150)、(1 000,1 000,5)、(50,50,30)、(-800,-400,20)、(800,800,20),加入的载波相位观测量的误差为服从(0,1)的高斯分布[4,5],接收机的坐标为(100,300,0),仿真次数为1 000次,做误差概率统计,如图4所示。从图中可以看出,在4颗伪卫星不利于定位时,可以增加伪卫星数目,从而改善伪卫星的几何分布,改善精度因子(DOP)值,从而提高定位精度。在伪卫星数目<6颗的情况下,随着伪卫星数目的增加,定位精度上升。由于伪卫星定位精度是由观测量误差以及伪卫星的几何分布共同决定,根据仿真结果伪卫星数目为6,比伪卫星数目为7的定位精度稍微偏高,这是因为在DOP值改善到一定程度以后,观测量的误差占主要因素,所以可能出现6颗伪卫星定位结果比7颗伪卫星定位精度好的情况,但定位精度很接近。
4 伪卫星组合定位对定位精度的影响
当地面伪卫星信号被遮挡时,在定位过程中至少要得到4颗以上的卫星观测量才能实现三维定位,假设收到3颗伪卫星信号,坐标分别为(-1 000,1 000,1)、(1 000,-1 000,1)、(-1 000,-1 000,1),此时可以观测到一定数目的卫星,根据卫星电文当前历元各颗卫星坐标分别为(17 746 000,1 572 000,7 365000)、(12 127 000,-9 774 000,21 091 000)、(13 324000,-18 178 000,14 392 000)、(14 000 000,-13 073000,19 058 000)、(-19 376 000,-15 756 000,-7365 000)。在此,不考虑伪卫星与卫星的兼容性问题,仿真加入卫星信号观测量误差为服从N(0,5)的高斯白噪声,加入伪卫星的载波相位观测量的误差为服从N(0,1)的高斯分布。这里也没考虑对流层误差,仿真次数为1 000次,最后做误差概率统计,如图5所示,随着卫星数目的增加,DOP值明显减小,有利于定位,在加入同等误差条件下,加入2颗卫星组合定位时,明显比加入1颗卫星定位精度有很大的提高。在DOP值较小的情况下,由于卫星观测量误差的存在,有可能出现加入3颗卫星进行组合定位其定位精度比加入2颗的定位精度有所下降,但相对于加入1颗卫星进行组合定位时,定位精度有大幅提高。在加入4颗卫星进行定位时,定位精度比加入1颗卫星明显提高,与加入2、3颗卫星比较,定位精度<3 m,所以所占比重有所提高[6,7,8]。
5 独立定位与组合定位的比较
独立伪卫星系统可以进行独立定位或增加可见卫星进行组合定位,这里假设北斗伪卫星系统能兼容卫星系统,在此刻历元伪卫星-卫星坐标如表2所示,观测量误差同上。
通过图6的仿真结果可以看出,组合定位精度比独立定位精度要高,由于加入卫星进行组合定位时,大幅改善了定位网络的几何结构,从而降低了DOP值,所以定位精度提高,在二维、三维定位误差上都提升得比较明显[9,10]。
6 结束语
在同步伪卫星进行组网定位时,要考虑伪卫星的几何布局,这样才能保证覆盖区域有良好的DOP值,当面临伪卫星几何分布不良时,在相同的误差条件下,可以增加伪卫星数目来改善DOP值,或调整伪卫星之间的高度差来降低DOP值;在伪卫星系统与卫星系统兼容能好的兼容情况下,当地面伪卫星数目不足或充足时,可适当选择与天空可观测到的卫星组合定位,从而改善定位网络的几何分布,提高定位精度。
参考文献
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[8]赵龙.北斗导航定位系统关键技术研究[D].西安:西安电子科技大学,2014.
[9]隋艺.北斗卫星和伪卫星组合定位系统研究[D].西安:西北工业大学,2004.
篇4：浅谈卫星共享技术
当初一些烧友在国内的卫视论坛上提起这一技术时，受到了很多烧友的质疑，认为这是不可能的，笔者当初也是抱着这样的想法，总感觉用卫星传送解密信号有点既卖盾又卖矛的意味。今年五月份在网上和旅居菲律宾的华人烧友CK123聊天时，谈起了这一技术，深受启发，根据CK123烧友寄发了一些实物图片和自己的一些认识，写下了这篇拙作，对文章中关于这一技术的观点难免有错误之处，欢迎大家一起来共同探讨。
卫星共享技术早在2005年时就在国外出现了，但不是称为“Satellite share”，而是称为“Satellite forward”，其意为“卫星传递” 即通过卫星传递解密信号，我们可称之为卫星共享技术。
卫星共享接收的基本原理
卫星共享技术的基本原理非常简单：通过一颗卫星的某一个信道（只占极小带宽）传送共享卫星直播信号的解密数据，如要收看某个卫星上的加密系统信号，一般需要两面天线，一面天线接收卫星加密信号，另外一面天线接收专门发送来的解密数据包。用户通过专用的卫星共享接收机，接收主星上的卫星信号和子星上的共享数据，两者绝佳配合起到模拟正版卡的效果。
从理论上来讲，只要从卫星上下载所提供共享信号所有的ECM及相应的CW数据，并存储到共享接收机的共享密钥FLASH存储器中，当共享接收机接收加密信号时，向共享密钥FLASH发送ECM请求，共享密钥FLASH发送匹配的CW给接收机，就能解出图像，如图1所示。因为是发送所有服务的CW数据，因此不需要像网络共享中客户端共享盒还要向共享服务器发送数据请求，只要在下载所有的数据包中找到匹配的数据即可，也就是说网络共享是双向传输，而卫星共享属于单向传输。
卫星共享接收机
最早的卫星共享接收机是由韩国人开发的，如国内某卫视论坛刊登的韩国的ANGEL BOX卫星共享接收机（图2、3），有两组高频头输入输出，一组接收卫星加密信号，另一组接收卫星解密数据。
为了防止盗版和抄板，该类接收机为专用接收机，由提供这些共享服务的厂商独家提供，每台接收机有唯一的机号。如同采用正版卡要求机卡配对一样。当你购买接收机接收到共享解密数据时，就开通了你这台机号的共享服务。因为在发送共享解密数据的下行信号中，包含机号认证授权、使用期限等功能，类似我们的正版卡开卡授权。接上这组信号就会把正卡资料源源不断地传送到接收机，接收机等于插上一张正版卡一样。
目前的卫星共享接收机主要有韩国MATRIX REVOLUTION（图5、6）、日本osaka等品牌，在国外共享的服务商通过合法的手段将数据传送上星的，因此卫星共享接收机也是合法销售的。
以MATRIX REVOLUTION卫星共享接收机为例，打开机器外壳，可以看到电路由开关电源板、共享板和主板三大部分组成（图7），卫星共享接收机主板和普通接收机的主板没有什么区别，只是多了一组数据输入接口，接入来自共享板的数据。
共享板的尺寸仅仅为主板的一半大小（图8），和主板相比较，只是少了两组SCART插座（VCR、TV）和一个射频调制器组件。
共享板有四个RCA输出端子（图9），其中一个标有0/12V的端子通过RCA→RS232匹配线，进行自身的RS232串口连接，如果拔掉这根匹配线，就不能进行共享了，匹配线实际上就是连接内部的两根线。
仔细地观察图3的ANGEL BOX卫星共享接收机背视图，发觉和图9的MATRIX REVOLUTION卫星共享接收机背面接口排列完全一致，估计内部的电路构成也是一样的，都是只换了个马甲而已。
卫星共享还可以通过其余的三个RCA输出端子把共享数据传送到别的接收机上，不过需要向销售这些机器的共享服务商购买一张带有共享卡的共享盒，一端连接到共享机的RCA插座上，再将共享卡插到其它需要共享的
插卡机上，就可为它们共享加密信号。
卫星共享服务
据说目前在东南亚一带，有共享服务商提供该项服务，从122°E卫星上转发器3720 H 2894和4120 H 27500接收共享解密数据，主要共享68.5°E、88°E、91.5°E、138°E和146°E卫星上的直播系统信号。共享服务商提供两种套餐服务，费用也不一样。开通4120这组频率是全套餐，能够解密提供商所有的共享卫星服务，不过初装费用较高，包括接收机在内一年的费用大约人民币3000元，以后的年费大约人民币400元。只开通3720这组，可解68.5°E和138°E卫星上的共享信号，但费用较低。当你买机器时，服务商会询问你要求哪种服务。
篇5：卫星通信技术及其应用
本文以我国为例，主要从卫星固定通信、卫星移动通信、卫星直播以及卫星宽带通信四个方面探讨了卫星通信技术的发展与应用。
[关键词]卫星固定通信 卫星移动通信 卫星直播 卫星宽带通信
一、卫星通信技术概述
1.卫星通信的概念
卫星通信是指利用人造卫星做中继站转发无线电信号，在多个地球站之间进行通信。
卫星通信是地面微波接力通信的继承和发扬，是微波接力的一种特殊形式。
2.卫星通信系统的组成
卫星通信系统由空间段和地面段两部分组成。
(1)空间段。
以卫星为主体，并包括地面卫星控制中心(SCC)、跟踪、遥测和指令站。
卫星星载的通信分系统主要是转发器，现代的星载转发器不仅能提供足够增益，而且具有处理和交换功能。
(2)地面段。
地面段包括了支持用户访问卫星转发器，并实现户间通信的所有地面措施。
卫星地球站是地面段的主体，它提供与卫星的连接链路，其硬件设备与相关协议均适合卫星信道的传输。
如图1
二、卫星通信中的主要技术
1.CDMA技术。
CDMA(码分多址)系统通过采用话音激活技术、前向纠错(FEC)技术、功率控制技术、频率复用技术、扇区技术等技术手段，可使CDMA系统容量大幅扩大，同时，它还具有抗多径干扰能力、更好的话音质量和更低的功耗以及软区切换等优点。
CDMA以其本身所具有的特点及优越性而广泛应用于数字卫星通信系统中。
特别是近年来，小卫星技术的发展为实现全球移动通信和卫星通信提供了条件，利用分布在中、低轨道的许多小卫星实现全球个人通信，已在国际上逐渐形成完善的体系。
CDMA移动卫星通信系统根据导频信号的幅度实现功率控制， 减少用户对星上功率的要求从而增加系统的容量，减少多址干扰;CDMA移动卫星通信系统可利用多个卫星分集接收，大大降低多径衰落的影响，改善传输的可靠性。
此外，由于CDMA多址方式具有优越的抗干扰性能、很好的保密性和隐蔽性、连接灵活方便所等特点，决定了它在军事卫星通信上具有重要的意义。
2.抗干扰技术。
卫星通信抗干扰主要通过传输链路抗干扰、软硬件设备抗干扰以及建立综合智能抗干扰体系等措施实现。
传输链路抗干扰主要有DS/FH混合扩频、自适应选频、自适应频域滤波、猝发通信、时域适应干扰消除、基于多用户检测的抗干扰、跳时(TH)、自适应信号功率管理、自适应调零天线、多波束天线、星上SmartAGC、分集抗干扰、变换域干扰消除、纠错编码和交织编码抗干扰技术等。
3.基于MPLS的移动卫星通信网络体系构架。
MPLS(多协议标签交换)技术由于可将IP路由的控制和第二层交换无缝地集成起来，具有IP的许多优点，又可很好地支持QoS和流量工程，是目前最有前途的网络通信技术之一。
近年来，在地面固定网MPLS技术逐渐成熟后，该技术已向光通信、无线通信和卫星通信等领域扩展。
现有的宽带卫星系统设计主要采用卫星ATM 技术，研究表明该技术可给不同的业务提供很好的QoS保证，并可利用面向连接的虚通路设计以及流量分类等方法为网络提供有效的流量工程设计。
卫星MPLS体系结构分为用户层、接入层、核心层三部分，其中，用户层包括卫星手持移动终端(直接接入移动卫星网)、小型专用局域网用户(通过小型地面移动终端接入卫星网)、其他网络用户(通过地面网关站接入卫星网络)等。
接入层由标签边缘交换路由器(LER)组成，完成卫星MPLS网同其他网络以及卫星手持移动终端的连接，其主要功能包括实现对业务的分类、建立FEC和标签之间的绑定、约束LSP的计算、分发标签、剥去标签以及用户QoS接纳管理和相应的接入流量工程控制等。
核心层由标签交换路由器(LSR)组成，完成信息按MPLS标签进行交换转发，其上主要运行MPLS控制协议和第三层路由协议，并负责与其他标签交换路由器交换路由信息来建立路由表、分发标签绑定信息、建立和维护标签转发表等工作。
如图2
三、卫星通信技术的应用
1.卫星通信技术在广播电视领域中的应用。
我国是一个人口众多的国家，由于人口的基数较大，这就导致我国电视机拥有量达到3.5亿台，并且我国还有数千家各种各样的电视媒体机构，有线电视的用户量也已经达到9000万户。
我国的电视节目虽然数量众多，但是规模偏小，是处于发展的前期，潜力巨大。
我国各类电视数目虽然较多，但是供于村村通的节目也就44套，和美国相比，虽然他们人口基数只有两亿但是人家的有线电视用户量已经达到了6000万户，卫星电视直播的用户也有近万。
虽然我国现在处于发展阶段，和一些发达国家相比有很大的差距，但是随着我国发展的不断深入，我国一定也会达到、甚至超过这样的水平，所以我国卫星通信技术在电视广播领域中的应用的前景是巨大的。
目前，我国政府以及一些电视领域中的专家普遍表示我国发展卫星电视直播的业务已经成熟，我国已经获得了发展DBs的轨位和频道，而且我国在发展村村通的时候又有了一定的卫星广播的经验，并且得到了广大人民的支持，现在我国自行研制的RD已经进入市场。
如图3
2.卫星通信技术在计算机网络领域中的应用。
卫星通讯技术在计算机网络中的应用主要就是提供宽带网络。
而提供网络宽带属于卫星固定通信业务。
目前国际上卫星宽带业务发展主要体现在两个方面，第一就是在原有的VSAT技术的基础上研发新的产品并利用现有的频段卫星资源，快速的建立起宽带连接，以满足用户的需求，这一种是在和地面宽带业务的竞争中来获得自己的生存空间;而另外一种是积极的发展高频段的新型卫星宽带通信系统，来适应新业务的要求，这一种是和地面相辅相成的。
我国目前的状况，就是首先要积极的发展卫星宽带通信业务，国内的电信经营商应该根据不同客户的需求提供不同的业务;其次就是跟踪国外再见的新型的卫星宽带通信系统;最后建立起自己的卫星宽带通信系统。
结束语
卫星通信已经成为世界电信结构众多的重要组成部分，并一直在为全球几十亿人提供电话、数据和视频业务。
尽管具有更高容量、更低比特费用的光纤系统仍在不断发展，但卫星通信仍然生存了下来，并随着它的新应用、新业务的形成，而为人们带来更大的财富和便利。
参考文献
[1]熊群力，姜康林.航天编队飞行星座的星间通信[J].无线电通信技术..(01).
篇6：卫星电视的常用加密技术
无论是国内或是国外的加密卫星节目，都必须采用专用的解密器才能接收，目前国内外采用的卫星电视加密系统有若干种，可以对图像和伴音信号分别进行加密处理。数字卫星电视节目的加密与解密技术Newmaker“加密”技术对发送的电视信号进行特定的加扰处理，在接收端必须接人解码器，还要在按时付费后才能在有效期内正常收看。
1、卫星播出系统的4种常用加密方法
A、恩迪斯加密方式（Nds）：116.0E的KOREASAT-3（韩国无穷花3号）SKYLife直播系统选用此加密方式，105.50E亚洲3S的凤凰电影一组，此加密方式较稳定，但解码器昂贵，一般为电视台专用。此外105.50E的ZEETV采用的Sena加密方式。还有ConaxSkyCrypt等加密方式。
B、南瓜加密方式（Nagravison）：主要以146.0E马步海2号的菲律宾梦幻（DREAM BROADCASTINGSYSTEM）节目为主，53套节目中大部分为英文节目，无码节目一套和华语节目有卫视电影台。另外，88.0E星上的香港LBC系统也采用此方式加密。
C、爱迪德加密方式（Irdeto）；110.50E鑫诺1号上传送的CCTV和部分省台共30多套节目的78.50E泰星1号的UBC播出系统、108.0E印尼电信1号的直播系统均采用该加密方式。
D、法国电讯加密方式（Viacess）：这种加密方式最为常见，主要播出系统代表有华人直播系统和76.50E亚太211的太平洋直播。
2、视频信号和音频信号加密的技术方法：
A、视频信号切割和反转：这种加密技术的基本原理是将每一行视频信号切割成几部分，并将已切割的部分视频信号按预定的安排进行反相或倒置。这种视频信号切割和反转加密法通常用在数字传送的电视系统中在解密器中，可将数字化的视频信号中较多的切割点进行正常的图像处理，以解调出正常的图像信号。
B、同步代换：同步代换法的基本原理是将视频信号中的行同步或帧同步脉冲信号用非标准的信号波形代换，用数据副载波代替原同步信号，同步信号包含在数据副载波中。在解密器中，可采用数据解调器解调出同步信号，使图像同步。
C、脉冲同步转移：该技术的基本方法是加人与同步脉冲同频的脉冲串到视频信号中，使视频信号中的同步脉冲被衰减压缩，当视频信号中同步脉冲衰减后，其幅度已降到视频图像信号幅度之下，因此用普通卫星接收机无法分离出同步信号，图像也无法锁定。在解密器中须经解码电路解调出同步脉冲才能得到正常信号。
D、行转移：行转移加密法的基本原理是在发送一场成一帧信号时，不按每行的顺序发送，例如第148行信号可在第228行位置送出，或第3行信号在第16 行的位置上发送。这种加密方法适用于模拟或数字卫星节目传输系统中，而且保密性较好，在解密器中，需先对视频信号进行模拟或数字转换后，再将场或帧信。
E、正弦波同步转移：该技术的基本原理是加一个频率等于行频或行频倍频的正弦波到视频信号中，使视频信号的同步脉冲受到干扰，某些同步脉冲的幅度变小，使电视机显示的图像无法被同步锁定，造成电视图像翻滚或撕裂。这种加扰方式也容易被破解，侵权者只要知道干扰波的频率，在视频信号通路中加一个简单的滤波器，滤除干扰波就能显示正常图像。F、有源反相：有源反相加密技术有多种方法。一种是采用视频信号逐行反相的方法，另一种是使特定的某些行进行视频反相，还有一种采用逐场进行视频信号反相。利用这类加密
方式进行节目加密时保密性较好，没有任何明显的信号可指出该行信号的极性。在解密器中，须对信号的每一行依次发送的2.5MHz的同步副载２波，数据音信号、色度副载波、相
位识别键和图像信号分别解密才能接收到正常的图像和伴音信号。
G、行切割与旋转：该加密法的基本原理是将视频信号中每行切割成预定的段数，再将后面的分割段旋转的加密法也适用于数字卫星节目传送系统，而且保密性较好，极不易被破译
。在解密器中，通常可以采用8位数码取样，然后将每行的分割样点切割成256点进行解密。H、视频反相：就是将正常视频信号反相，用普通卫星接收机接收时，电视机显示的图像倒置，无法正常收看。但这种加密方式保密性相当差，只要加一级简单的视频反相器就能够
篇7：卫星通信技术的名词解释
卫星通信技术(Satellite communication technology)是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。自20世纪90年代以来，卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速、便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。
篇8：卫星技术
从20世纪90年代末至今, 卫星导航相关专利申请数量迅速增加。我国的卫星导航产业在近5年间才开始进行专利布局, 而国外卫星导航技术起步较早, 在专利申请量以及核心技术和应用领域的布局上具有较大优势, 这无疑会对我国卫星导航产业的发展构成威胁。
面对国内外各大导航厂商不断拓展的专利布局现状, 只有全面的、准确的摸清国内外专利技术发展的具体方向, 深入了解拥有重要专利技术的主要国家和企业, 洞悉不同地区和企业技术研发的重点, 才可能做到及时把握技术发展动向, 知己知彼, 在新的产业竞争道路上探索出一条符合国情的发展之路。
针对上述需求, 笔者所在研究团队以专利信息为切入点:检索各重点分支技术;解析主要国外申请人专利布局;筛选国外主要竞争对手的重要专利;提出相关领域专利技术布局策略。由此形成了包含接收机天线、射频前端处理模块、重点企业专利布局、导航领域专利诉讼、混合室内外定位技术、导航电子地图以及信号格式等子专题在内的卫星导航领域专利分析报告。本文作为卫星导航专利分析报告之四, 主要聚焦卫星导航混合定位领域, 通过专利信息的统计分析, 对其产业现状和技术发展路线进行梳理。
2 卫星导航混合定位技术简介
全球卫星导航系统在车载导航等民用方面的应用已日益广泛。但是, 卫星信号会受到建筑物、树木、墙和地形的遮挡, 从而在大城市的楼群间、室内、隧道或者较深的矿区等地区, 卫星信号较为微弱, 这在很大程度上影响了民用导航的准确度。
为进行高精度的定位, 将卫星导航技术与其他的定位技术 (如室内定位技术、地面网络技术等) 相结合成为大势所趋, 具有全球导航卫星系统 (GNSS) 和地面网络集成的混合定位系统正在演进为技术发展的重要策略, 并且正在成为国家实力的重要代表。
综上所述, 有必要对混合定位技术进行研究和专利分析, 从中寻找研究热点和发展趋势。
目前的混合定位技术主要有高通的GPSOne技术, 以及GPS+Wi-Fi、GPS+短距离无线通信、GPS+GPSO ne、蜂窝网络+短距离无线通信等多种组合的混合定位技术等。
3 卫星导航混合定位技术专利申请态势分析
3.1 技术发展历程
纵观混合定位技术的专利申请, 自1990年开始出现相关专利申请, 到2013年9月31日为止, 全球专利申请为2, 541项, 其中中国专利申请为971项。
全球卫星导航混合定位技术发展历程大致经历以下三个阶段:
(1) 技术萌芽期 (1990~2000年)
随着20世纪80年代GPS定位技术的发展, 仅利用单独的GPS系统执行定位, 会导致定位精度不足和应用范围过小。各大公司在1990至2000年间开始组合多种定位技术进行定位。由于处于研发起步阶段, 因此申请量较少。美国联邦通信委员会 (FCC) 1996年10月颁布的E911法令, 要求所有的蜂窝无线通信网运营商在手机用户发出紧急呼叫时, 向公共安全应答点提供该手机的号码和位置。这项法令的颁布大大促进了无线通信定位技术发展, 该技术下的专利申请量开始增长。
(2) 技术发展期 (2001~2005年)
在该时期, 许多公司在E911法令实施前抢滩圈地。不仅许多小公司纷纷提交专利, 在2001年, 高通公司所提交的GPS和移动网络混合定位技术专利申请也高达16项, 充分说明了E911法令对于推定定位技术发展的巨大作用。在此期间涉及的定位技术, 不仅有GPS与移动网络混合定位技术, 还有各种室内定位技术。
(3) 技术成熟期 (2006至今)
自2006年起, 由于前期中国联通、中国移动纷纷开始提供手机LBS业务, 中国的定位技术申请量自2006年起有了较大增长, 全球申请量也有了较大回升, 从此申请量连年快速增长, 但申请人的数量增速相对较缓, 显示出了室内外定位技术已经进入相对成熟期。
3.2 专利布局
3.2.1 全球专利布局分析
涉及混合定位技术的专利申请在全球的专利布局情况, 如图1所示。美国的专利申请量达到869项, 居卫星导航混合定位技术全球申请量之首, 占全球总量的34%, 显示出美国是该领域的最大专利布局地区;排名第二位的是中国, 专利申请量达到591项 (另有实用新型380项) , 占全球总量的23%;排名第三、四位的是韩国和日本, 专利申请量分别为196和183项, 各占全球总量的8%和7%;欧盟的专利申请量为59项, 约占全球总量的3%。可以看出, 在卫星导航混合定位技术方面, 欧美在该领域具有传统的技术优势。日韩由于定位技术的应用起步较早, 发展成熟, 申请量也不容小觑, 我国在该领域也具有一定的专利布局。
3.2.2 中国专利布局分析
在中国申请的国外申请人的主要来源国是美国、日本、韩国、芬兰和瑞典。如表1所示, 美国、日本、芬兰和瑞典在中国申请的授权率和有效率在40%以上, 而日本的授权率则高达50%左右。可见这些国家一是对中国市场比较重视;二是技术确有先进之处、撰写质量高;三是专利策略清晰, 授权范围稳定, 并注重专利池的布置和专利的保有。
在中国申请的国内主要省市的发明专利申请量、授权量和有效量的对比情况。如表2所示, 北京、上海、江苏和广东的授权率在22%左右, 深圳的授权率相对较高在33%。有效率方面, 广东最高, 为73%, 其次是深圳, 为67%, 其他三个省市有效量在47%左右。这显示出在集中了大批科研院校和生产企业的上述五个省市, 专利申请的质量比之国外公司仍有提升的空间, 但授权专利的保有方面与国外公司相差不大, 显示出了这些省市对已授权专利的重视。
3.3 主要技术构成
3.3.1 技术分支的划分及其涵义
按照主要室内外定位技术, 将卫星导航混合定位划分为10个技术分支, 各技术分支的划分及其涵义。如表3所示。
3.3.2 各技术分支全球申请年代分布
图2是上述各技术分支的全球申请量年度分布情况。可以看出, 各技术分支处于不同的发展阶段。如技术分支“GPS+蜂窝网络+其他”的申请量最多, 其从1996年开始申请量就开始明显增长, 在2008~2010年度达到最大值, 2011年申请量趋于稳定, 显示这项技术处于成熟期。而“短距无线通信”技术分支从2002年起申请量有了快速增长, 显示该技术自此时起进入了研发高峰, 显示该项技术处于快速发展期。再看“电视定位”技术分支, 其申请高峰出现在19 9 9~2 0 0 4年, 自此之后申请量迅速减少, 显示该项技术处于停滞期。
此外, 从各项技术的申请绝对数量来看, “短距无线通信”和“GPS+蜂窝网络+其他”、“无线传感器”是近期研究的技术热点, 尤其是“短距无线通信”技术, 申请增量率超过“GPS+蜂窝网络+其他”, 居于首位, 表明业界各家公司在此技术上申请和布局最多。
3.3.3 各技术分支中国申请年代分布
图3是各技术分支申请量中国年代分布图, 可以看出, 与全球不同, 中国自1996年才开始有涉及卫星导航混合定位的专利申请, 其余分布规律与全球申请量分布大体相同。除了“短距无线通信”、“无线传感器”是近期研究的技术热点外, “伪卫星”技术和“蜂窝网络+其他”的专利申请也持续增加且数量, 显示出我国研发机构对这两项技术仍保有研发热情。
(未完待续)
摘要：集成全球导航卫星系统 (GNSS) 和地面网络的卫星导航混合定位技术是定位技术发展的重要分支。本文以大量精确的数据统计为基础, 全面呈现了全球及国内卫星导航混合定位专利申请的态势、申请人特点及技术分支分布, 并以专利信息为切入点, 对其产业现状和技术发展路线进行梳理。
