卫星广播系统

卫星广播系统（共12篇）

卫星广播系统 篇1

一、卫星导航系统对于民航业发展的意义

在卫星导航定位系统出现之后, 在各个领域之中都得到了广泛的使用, 成为社会发展的重要工具, 在民航业的发展也有着十分重要的作用, 可以说, 卫星导航系统的应用让航空业得到了革命性发展。在2005年之后, 为了满需航空业的发展, 美国、欧盟以及国际民航组织退出了新一代航空运输系统实施工作, 取得了良好的成效。

卫星导航系统可以为航空业提供实时、全球、精准的定位服务, 让航空业摆脱了对传统导航的依赖, 有效解决了地理条件恶劣、荒漠位置的导航问题, 让航空器具备全球性、连续性、全时性定位能力。卫星导航系统的广泛应用可以提升导航工作的精确性, 在这一背景之下, 又衍生出了ADS监视技术, 该种基础可以实现飞机与飞机之间、飞机与地面之间的协同监视, 不仅有效提升航空业管制能力, 还可以最大限度的保障飞行安全。

总之, 卫星导航系统已经成为了航空系统的核心。

二、二代卫星导航系统对于我国民航的发展作用

我国是世界第二大航空运输市场, 在人民收入水平的增加之下, 人们对于民航业的发展提出了更高的要求, 基于这一背景, 必须要建立起新型空管系统。为了实现这一目的, 需要大范围推广二代卫星导航系统, 就现阶段来看, 可以使用的有美国GPS系统、欧洲伽利略系统与俄罗斯GLONASS系统, 这些系统的应用还有一些风险, 而应用我国自主建设的第二代卫星导航系统就可以有效解决以上的安全顾虑。

中国第二代卫星导航系统是我国自主研发的新型定位系统, 这一系统可以实现定时、高精度、高动态定位, 有着良好的应用前景。但是, 在市场认可度、导航性能、配套产品上, 与美国、俄罗斯、欧盟还存在一些差异, 同时, 这一技术的发展也必然会受到竞争对手的影响。为了保障我国二代卫星导航系统可以得到顺利的使用, 必须要站在国家战略性角度进行思考, 考虑到国际环境的变化, 找准发展方向、明确发展政策, 让二代卫星导航系统可以充分的发挥出作用。

三、我国二代卫星导航系统与民航卫星导航的应用建议

3.1设置好目标

为了让二代卫星导航系统可以得到顺利的应用, 必须要致力于提升导航系统的安全性、导航精度以及可靠性, 并采取科学合理的措施解决卫星导航系统存在的法律责任与安全性问题, 从国际角度上提升我国二代卫星导航系统的地位。

3.2需要考虑的问题

3.2.1空间信号接口

为了有效推广二代卫星导航系统的使用, 需要对其空间信号接口进行科学的定义, 让接口标准化, 具体的接口内容包括系统的精度、系统可靠性、射频特征、坐标系统、电文信息等等。

3.2.2时间与坐标基准

二代卫星导航系统的发展需要科学的时间与坐标基准, 要想在民航业得到广泛的使用, 需要使用统一的时间与坐标基准, 给出具体的坐标偏差。

3.2.3国际标准

二代二星导航系统不仅需要为我国的民航业服务, 还需要为国外民航业服务, 因此, 其信号、星座与频率同需要符合国际组织的相关标准, 根据国际惯例的规定, 卫星导航系统的相关标准被国际接受需要花费三年到五年的时间, 如果计划在2020年投入使用, 那么至少需要提前五年提出申请。

3.2.4技术资料的公开

我国民航系统使用的客机有空中客车飞机、波音系列飞机, 其中大部分都有GPS能力, 要让二代卫星导航系统成为标准配置, 需要将部分必须技术资料公开, 允许国际厂家进行开发, 促进我国二代卫星导航系统的发展。

3.2.5系统兼容性

在二代卫星导航系统应用之后, 必然会出现多个卫星导航系统的共存问题, 这些系统能够提供不同的导航频率, 但是, 民航系统是十分脆弱的, 不能够依靠单独的导航系统, 必须要使用多卫星导航系统来提升其故障监测水平与定位精度。

四、结语

总而言之, 在未来阶段下, 需要在相关部门指导下深入研究二代卫星导航系统中存在的问题, 充分利用技术手段与宣传手段加强与其他国家的合作, 参与到标准化组织中, 让我国二代卫星导航系统可以得到顺利的推广。

摘要：卫星导航系统可以为航空业提供实时、全球、精准的定位服务, 让航空器具备全球性、连续性、全时性定位能力。我国是世界第二大航空运输市场, 在人民收入水平的增加之下, 人们对于民航业的发展提出了更高的要求, 为此, 必须要研究与推广二代卫星导航系统, 本文主要分析卫星导航系统对于民航业发展的意义以及二代卫星导航系统与民航卫星导航应用方式。

关键词：代卫星导航系统,民航卫星导航,应用

参考文献

[1]李中良, 李卫民.卫星导航接收机芯片核心技术与发展趋势的分析[J].中国科技信息.2010 (03)

[2]连远锋, 赵剡, 吴发林.北斗二代卫星导航系统全球可用性分析[J].电子测量技术.2010 (02)

[3]郑雅丹, 董明科, 程宇新, 吴建军.卫星在新一代航空管理系统中的应用[A].第七届卫星通信新技术、新业务学术年会论文集[C].2011

[4]连远锋, 赵剡, 吴发林.北斗二代卫星导航系统全球可用性分析[J].电子测量技术.2010 (02)

卫星广播系统 篇2

【摘要】由于民航C波段卫星网的极化隔离度指标下降，各站发射功率超标，卫星转发器处于长期功率饱和，严重影响转发器工作状况和寿命，本文研究对民航C波段卫星网的功率调整的方法。及功率调整理论依据。从而改善C波段卫星网工作状况。

【关键词】民航TES系统;卫星通信;功率调整

1.电话调整方案

首先，选择一路具有ICM卡的CU板直接连接电话机，如无配置请提前准备，并确认电话号码。准备一根电话线与一部普通电话，将电话通过电话线与CU板“telco”相连。打开所在的TES卫星机箱电源，开启ODU电源。只开起该CU板所在的机箱，待该CU板上线，并显示数字“4”后，拨打网控卫星电话(号码为168(1、2)和166)。然后，由网控进行发射功率比较，指导标定功率。

2.发射调制波方案

(1)准备英文版操作系统的电脑笔记本和CU版监控线。(2)具体调整方案。打开cutunet软件，敲击showfolde(显示文件夹)按钮，选定frequency&power。(频率和功率)。发射频点是经过联络网络控制工程师获得分派的，而后将gainsettings(发射功率)应用默认设置。选择条目modula-tion&rate。Datarate选择19.2K。Modulation选择BPSK。FECrate选择1/2。选中scrambler&diff.encoder。选中TXenable。选中Qinvert。敲击OK按钮直至CU板上呈现“―/E.”交替出现为止，调整若不成功，需多次尝试。(CU3慢选APPLY后OK.)。

3.功率调整

调整功率需要调整地球站点室内和室外设立的衰减器，正常先调整室外ODU，而后微调各机架的室内衰减器。调整室内衰减器：地球站需要对每一组衰减器所属的机箱进行调整，衰减增大减小功率，衰减减小增大功率。调整室外衰减器：3.1agilisodu上下行衰减值的调动(1)AGILIS监控电缆的制作;(2)AGILISODU监控显示。3.2efdataODU的上行链路和下行链路的衰减值调整(1)制作efdataODU监控电缆;(2)设置通信参数;(3)监控显示。3.3vitacomODU的上行链路和下行链路的衰减值调整(1)制作vitacomodu监控电缆;(2)启动超级终端;(3)VITACOM超级终端的通信参数设置。终端仿真：DECVT-100。速率：9600bps。停止位：1。数据位：8。奇偶校验：无。流量控制：关闭。(4)VITACOMODU监控显示3.4V2ODU监控界面VSATUUtility―――RFM―――ConfigureRFM―――RFM。

4.接收功率调整

调整完发射功率后，需要对地球站的接收电平进行标较。以下方法对地球站接收电平的调整。首先，地面站把机箱的接收中频电缆连接到频谱分析仪，在频谱分析仪上电自检完成以后，频谱分析仪参数设置为以下：70.125MHz的中心频率，跨度SPAN为300kHz，RBW为3kHz，VBW为300Hz，而后调整接收到的信号电平衰减器在近68dBm。

5.调整结果功率调整的理论研究

5.1卫星通讯体系中的功率控制原理

卫星通信体系中的功率控制，是在用户通讯质量被保障的前提下，将发射功率降低，以削减系统干扰，提升系统容量。它是先对接收端的接收信号强度和信噪比等指标进行评价，然后改动发射功率来抵偿无线信道中的途径消耗和衰败，实现既保障通讯质量，又不会对卫星通信体系中的别的用户发生分外的影响。卫星通讯体系是一个功率受限体系的典范，用体系功率控制来保证卫星通讯体系正常工作，提升卫星通讯体系通讯容量，节约卫星通讯体系资源。功率控制算法主要从两个层次分析和研究。全局层次和局部层次。可以将功率控制分成不同的类型。根据功率控制在卫星系统中的链路方向不同分为：上行功率控制和下行功率控制。根据功率控制信息的获取方式分为：开环、闭环、外环。其中闭环又称为快速内环。开环功率控制是指发射端根据自身测量得到的信息对发射功率进行控制。不需要接收端的反馈。开环功率控制控制在TD-LTE系统中主要用于随机接入过程。由于系统上下行链路在一个载频上传送，通过对导频信号的路径损耗估计。接收端可以对发送信号的路径进行准确估计。相应调整发送功率。开环功率控制的基本原理可描述为：Pnest(dBm)=Ploss(dB)+Pdes(dBm)其中Pnest(dBm)为开环功率控制调整后的终端发射功率。Ploss(dB)为测量得到的链路路径损耗。Pdes(dBm)为基站期望收到的`目标功率。开环功率控制不需要反馈信道。算法相对于闭环功率控制反应更灵敏。它可对移动台发射功率的调整一步到位。即信道衰落多少节补偿多少。但是在深衰落的信道环境中，开环会使功率幅度调节过大产生误调。恶化系统性能。所以开环功率控制在目前的标准中仅在无线链路建立时使用。闭环功率控制是指需要发射端根据接收端送来的反馈信息对发射功率进行控制的过程。它分为功率调节和功率判决两个部分。因此，功率调整的延迟较大。

5.2上行链路功率控制

链路上行FDMA在云，雨，雪和雾影响的气候前提下，卫星接纳端的信号接纳电平具有很大变化，对上行信号的接收有很大影响。功率控制调整，由地球站和网控完成。网络控制检验上行信号的Eb/N0(信噪比)，并且用专项使用信元方法及时向各个地球站广播，网络控制判断是否上行信号的接受Eb/N0(信噪比)高出阈值：阈值是一个窗口，确保接受Eb/N0(信噪比)在固定范围内的上行链路信号。如果接收Eb/N0值大于设定的(Eb/N0)max则适当减小其发射功率;如果Eb/N0值不大于设定的(Eb/N0)max则判断其是否小于(Eb/N0)min，如果Eb/N0值小于设定的(Eb/N0)min，则适当增加其发射功率，如果接收值在(Eb/N0)max和(Eb/N0)min之间就不对其发射功率进行调整。

参考文献

[1]LET功率控制分析(论文).

卫星广播系统 篇3

16日，在太空运行的北斗导航卫星准确接收到西安卫星测控中心发出的第3次远地点点火指令，测量数据显示，卫星顺利进入工作轨道，星上设备工作正常，卫星转入正常工作模式，开通导航信号。

这颗北斗导航卫星将参与中国北斗导航系统建设计划。卫星的发射成功，标志着我国自行研制的北斗卫星导航系统进入新的发展建设阶段。

卫星导航系统为人类带来了巨大的社会和经济效益，目前世界上只有少数几个国家能够自主研制生产卫星导航系统。我国先后于2000年10月31日、12月21日和2003年5月25日以及今年2月3日发射了四颗北斗导航试验卫星，成功建立了具有我国自主知识产权的区域性卫星导航系统——北斗卫星导航试验系统。该系统一直运行稳定、状态良好，已在测绘、交通运输、电信、水利、渔业、勘探、森林防火和国家安全等诸多领域逐步发挥重要作用，应用前景十分广阔。

据介绍，我国将在未来几年里，陆续发射系列北斗导航卫星，并进行系统组网和试验，逐步扩展为全球卫星导航系统，主要用于国家经济建设，满足中国及周边地区用户对卫星导航系统的需求。

本次成功发射的北斗导航卫星由航天科技集团公司所属的中国空间技术研究院研制生产。

执行卫星发射任务的长三甲火箭由航天科技集团公司所属的中国运载火箭技术研究院为主研制。

据悉，北斗卫星导航系统的发射任务将全部由长三甲系列火箭承担。由于该系统由不同轨道卫星组成，因此火箭会适时进行技术状态更改。此次发射，火箭进行了较大的技术状态变化。最大的变化是发射的卫星轨道由前12次的地球同步轨道变为中圆轨道。另外，此次发射还首次在火箭上使用了地面预置瞄准起飞滚转定向和高空双风向补偿技术，火箭三级发动机第一次采用一次工作模式，首次采用远距离测发控模式发射等等。这是该火箭连续第13次成功飞行，是长三甲系列火箭第20次成功发射。

此次发射是长征系列火箭第97次发射，是自1996年10月以来，该系列火箭连续55次成功发射。

列车接收直播卫星广播系统 篇4

列车接收直播卫星广播系统 (简称列车之声系统) 是广电总局广播科学研究院为了适应铁道部门应用需求而研发的专用卫星广播系统。

中国铁路从建国初期到现在, 经过几十年的发展, 铁路线路四通八达, 遍布全国各地, 2010年全国铁路营业里程9.1万公里, 其中西部多山地区铁路里程达3.6万公里。针对我国的现实铁路分布情况和沿线地理条件, 利用卫星进行广播节目的传输无疑是最为经济有效的旅客列车广播覆盖手段。

列车在行进过程中要经过很多铁路隧道, 其中大部分为山岭隧道。据统计, 目前国有营业线路隧道5941座、3750271延长米, 按照目前国内列车的实际运行情况来看, 列车穿过隧道的时间可能为数分钟甚至数十分钟, 容易造成信号丢失和广播播出中断, 对于密集隧道群来说这种情况更加严重。列车卫星广播系统必须有效地解决此类问题, 实现列车运行过程中实时广播节目的不间断播出。

1 系统设计

目前, 旅客列车采用数字广播机对列车进行广播播出, 为了保护铁道部现有投资, 列车之声广播系统需要依托现有列车条件, 以确保系统技术先进、成熟、稳定、与相关行业标准兼容、安全可控、易于扩展为原则进行设计和构建。

针对应用部门的服务需求, 列车之声广播系统主要包含前端播发系统、传送系统、终端接收及列车广播系统三个部分。系统总体设计如图1所示。

1.1 前端播发系统

前端播发系统主要用于列车之声节目的播出发送。一路原始广播节目经过AAC编码、时间分集处理后生成多路复用延时业务码流, 送往复用器与其他上星数据进行再复用处理, 经过调制后送往卫星上行系统。

一路原始广播节目经过AAC单声道编码之后, 节目有效码率约为35kbps, 再经过时间分集处理 (假定设定的延时路数为n, 最大总延时参数为τ0) , 将生成含有一路实时码流和n路延时码流的MPEG复用码流, 实时码流和多路延时码流之间延时平均分布, 相邻码流延时为τ0/n, 总码流有效码率约为35× (n+1) kbps, 由于音频码流数据率较低, 它可以与其他上星数据进行再复用处理后进入传送系统传输。

1.2 传送系统

传送系统采用中国广播电视直播卫星系统实现对全国主要铁路干线的广泛覆盖, 传送系统采用数字传输和误码保护技术, 提高了传输效率和接收质量, 并节约了空间频率资源。

直播星调制器对来自前端播发系统的复用码流进行安全模式信道编码调制, 生成的中频信号通过卫星上行站发送到中星9号卫星上的转发器, 通过中星9号卫星实现对全国的信号覆盖。

安装在旅客列车顶部的车载卫星电视接收系统完成卫星信号的接收, 并将其传送到终端系统。列车在移动过程中, 由于其姿态和地理位置发生变化, 会引起原对准卫星天线偏离卫星, 使通信中断, 要在运动列车上不间断的收听广播节目, 需要有一套可以快速、准确的实时跟踪卫星信号的移动式车载卫星接收天线。这种天线应具有接收灵敏度高、噪声指数小、跟踪速度快、精度高、信号长时间失锁后重新捕获所需时间短、体积小、重量轻、适合安装等特点。通过链路估算, 若全国主要铁路城市满足雨衰条件99.9%接收可用度, 则北京地区实测天线增益至少约为29.4d B。

1.3 终端接收及列车广播系统

终端接收及列车广播系统是解码播放卫星广播节目并对车厢进行广播的系统, 它采用专用接收机对卫星信号进行解调、码流拼接和解码, 并采用线路输入方式向列车数字广播机提供播出音源, 由列车数字广播机进行功率放大和车厢播出。

2 关键技术

列车之声专用接收机在进行实时节目接收时, 同时接收业务码流和冗余码流, 采用特定算法对多路码流进行拼接, 拼接后的码流进行解码播放, 这是解决隧道遮挡影响的关键因素。下面以延时码流数n=1、总延时τ0=10分钟进行说明。

如图2所示, 当不存在任何接收障碍时, 实际在列车车厢播出的码流等同于延时码流;当时间8:25～8:30出现短隧道、建筑物遮挡或信号干扰时, 实时码流丢失了实际播出内容为8:25～8:30的节目数据, 延时码流丢失了实际播出内容为8:15～8:20的节目数据。接收终端通过自动检测技术与码流拼接技术, 通过提取两路码流中的数据, 可以将播放节目的数据补齐, 从而实现连续的、实时的音频广播节目播出。

根据理论计算, 增加系统总延时τ0可以增强系统对抗长隧道的性能, 而增加延时码流的路数n, 可以有效地改善系统抗短时遮挡的性能。通过对全国隧道分布的调研分析和系统仿真优化, 最终确定n=39、τ0=10分钟的参数配置能够对抗全国大部分的隧道遮挡。对于长达数十公里的超长隧道, 增大延时没有意义, 将采用垫场音乐解决, 即在数据缺失达到数秒后, 专业接收机将自动启动循环播放垫场音乐, 同时检测缓存数据, 一旦缓存足以实现完整音频播放, 立刻切换到实时广播。

3 试验情况

从2009年开始开展了多次旅客列车实际接收试验, 试验线路选取了兰州-成都-兰州路线, 该线路属于典型的多山多隧道遮挡类型, 以宝成铁路段为例, 隧道总长达165公里, 占该段线路总长1/4。试验系统抗遮挡性能非常突出, 由于篇幅所限, 下面摘取宝成铁路宝鸡-阳平关路段数据, 展示试验效果 (本路段共拥有隧道242座, 其中1公里以上隧道16座, 最长的琵琶崖隧道长达3295米) 。

图3为宝鸡-阳平关路段接收机锁定/失锁状态图, 其中红色线条表示失锁状态。

图4为宝鸡-阳平关路段列车之声系统实际播出效果图, 可以看出即使由于信号丢失导致接收机失锁, 系统仍然可以进行有效播出。

4 结束语

列车之声系统提供了灵活的参数配置手段, 既满足旅客列车不间断接收卫星广播的需求, 也适用于城市接收车载卫星广播需要, 相对于仅提高车载动中通天线性能来解决信号中断的方案, 拥有极大的性能和价格优势。

参考文献

卫星传输广播电视论文 篇5

1影响广播电视卫星传输安全的因素

1.1设备对卫星传输安全的影响

设备对卫星传输的影响主要是由信号源、上行发射系统、同步卫星以及下行接收系统等四方面造成,下面将会这四个方面的影响做具体介绍。

(1)由于发射到通信卫星上的信号源并不是电视节目要播出的节目源,要想将节目源转为地球站发出的信号源,首先要将在不同地区的节目源传输到地球站。而在传输过程中采取的主要方式是微波传输与光纤传输。

(2)上行发射系统在发送信号源之前要对信号源进行一系列的处理,其中涉及到设备比较多,一旦这些设备出现问题,甚至是设备之间隔离度不符合标准,都会影响信号源的质量。

(3)同步卫星受到地球、月球、太阳引力的作用会使得其相对地球所在位置的变化。一旦通信卫星相对地球赤道的位置发生变化就会影响其接收、发射信号的质量,对卫星传输的安全性造成影响。

(4)当信号通过下行接收系统返回地面时,会受到地面其它频率相同或相近信号源的影响,导致其接收载噪比等指标发生变化,影响电视信号质量。

1.2空间环境对卫星传输安全的影响

通信卫星处在远离地球的太空中,远距离的传输自然会受到各种空间环境的影响。其中的主要影响因素包括电离层、对流层、太阳电磁辐射以及日凌现象等。

(1)电离层对卫星传输信号的干扰。当电视节目信号在传输过程中经过电离层时,会被法拉第极化旋转效应所干扰,致使电视节目信号频率发生变化。我国南方地区电视节目信号传输受电离层干扰较为严重。

(2)对流层对卫星传输信号的干扰。当电视节目信号在传输过程中经过对流层时,由于对流层雨雪的吸收以及雨雪的散射作用,致使电视节目信号能量的减少。

(3)通信卫星表面存在很多太阳产生的电磁辐射物质,影响通信卫星的`工作质量,致使其在信号接收发送过程中出现错误。当发生太阳耀斑时,太阳发射出的带电粒子流,同样会影响广播电视节目信号的传输。

(4)当每年春分或秋分时,太阳、通信卫星和地球站处在同一条直线上,就会出现日凌现象,从而干扰广播电视节目信号的传输。通信卫星处在太阳和地球站的中间,接收到地球站信号和电磁波,一旦电磁波能量强于地球站发出的信号时,卫星信号就会受到干扰,致使地球站接收到大量的太阳电磁杂波。

1.3人为因素对卫星传输安全的影响

影响卫星传输系统安全的人为因素可以分为两类:一类是有人故意干扰卫星信号的正常传输,其中一部分人是利用卫星传输信息的公开性特点,在没有取得卫星公司授权的情况下非法发射信号。另一部分人是恶意对通信卫星进行干扰,采取大功率信号强制干扰正常信号,非法传播一些视频或音频;另一类是由于工作人员操作失误导致信号传输的中断或日常检修工作不按照规定实施致使通信设备出现故障。

2解决广播电视卫星传输安全问题的对策

解决广播电视卫星传输安全问题应从通信卫星传输信号的工作原理入手,从地球站信号的发射与回收、空间信号的传输以及通信卫星信号接收三方面分析解决卫星信号传输安全性的对策。

2.1地球站信号的发射与回收

(1)要减少因工作人员操作失误对信号传输造成的影响。卫星公司应制定具体的通信设备检查和维修的制度,加强监督管理工作,确保通信设备的正常工作。

(2)在地球站选址的前期,就应充分考虑周围环境对信号接收质量的影响,将接收信号的设备设置在远离高大建筑物和具有较强电磁场的地方。此外,在选择地面接收信号的设备时,应选择具有较强信号接收功能的设备,避免因设备灵敏度差导致接收不到微弱的信号。

2.2空间信号的传输

(1)为了减少雨衰对信号传输的影响,在设定地面接收天线的角度时,就应充分考虑雨量、降雨频率以及降雨时间对信号衰减程度的影响,将接收天线的仰角增大,同时还应做好积水处理工作。

(2)对于日凌现象引发的卫星信号中断事故,可以通过采取地面备份和双星备份等方法避免这种现象的出现。

作者：秀春 单位：国家新闻出版广电总局725台

(3)对于太阳辐射引起通信卫星内部电子元件损坏,特别是干扰信号转发器的问题,可以采取设置备份转发器的方式解决。一旦出现太阳辐射干扰信号转发器的现象就可通过备份转发器进行复位操作。

2.3通信卫星信号接收

(1)通信卫星受地球、太阳引力的作用会发生“漂移”现象,针对这种问题,可以通过在通信卫星上安装姿态控制系统的方式减少卫星相对地球赤道的变化,从而控制通信卫星“漂移”现象的发生,确保卫星信号传输的安全性。

(2)通信卫星不仅会受到太阳、地球引力的影响,还会受到同轨道其它通信卫星的影响。在卫星通信技术被大家广泛接受的今天,通信卫星数量急剧增加,导致其同步卫星之间的间隔不断缩小,致使通信卫星之间互相干扰。针对这一问题,有关部门应设定好通信卫星轨道的距离,卫星公司之间也应形成一种默契,遵守行业规范,协调好卫星之间的轨位。此外,还要对信号发射频率做好划分工作,确保各个地球站信号发射频率保持在正常范围内,减少信号之间的干扰。

3结语

日本“准天顶卫星系统”计划 篇6

据报道，“准天顶卫星系统”至少由3颗卫星组成，它们在距地面约3．6万公里的圆形轨道上以每天1周的速度运行。它们各有不同的轨道，并且这3条轨道都与地球赤道所在平面成45度的夹角，这与地球同步轨道卫星不同。因此，从日本本土来看，始终有1颗卫星停留在靠近天空顶点的地方，故称之为“准天顶卫星系统”。

“准天顶卫星系统”计划是一项官民共同开发项目，全部完成约需2000亿日元(约合15．7亿美元)。为实现该计划，日本经济团体联合会决定设立以民间为主导的官民一体化新公司。新卫星商业公司作为推进“准天顶卫星系统”的民间规划企业，已于2002年11月1日成立，一开始共有43家企业出资，启动资金为1亿日元(约合80万美元)。去年底，日本新卫星商业公司决定将研制该计划的启动资金，由1亿日元增加至4—5亿日元(约合320—400万美元)。预计“准天顶卫星系统”的第一颗卫星和地面设施的研制开发费用约为600亿日元(约合4．8亿美元)，第一颗卫星计划在2008年发射。同时预计该系统在2008年投入使用后的12年间，会有6万亿日元(约合470亿美元)的经济效益。

据称，该系统的优点在于：

其一，日本现在广泛使用于通信的地球同步轨道卫星与地面的仰角不超过48度，其发出的信号由于受地面高层建筑物的遮挡，实际只能覆盖城市面积的30％，而“准天顶卫星系统”的卫星仰角在60度以上，覆盖率可达100％。

其二，现在的卫星系统所采用的无线电通信技术数字化程度和图像处理能力偏低，新系统将弥补这个缺陷。

其三，新系统和美国的GPS全球定位系统相结合，将有助于实现更加精确的全球定位。据计算，定位精度可提高到10多厘米。

其四，由于新系统的卫星和地球同步轨道卫星在不同轨道上运行，所以即使使用相同的频率也不至于相互干扰，以提高频率带的利用率。

其五，新系统的卫星可以观测到同步轨道卫星观测不到的南北极地区，可为科学研究提供宝贵资料。

卫星测控系统设计 篇7

自1968年2月20日中国空间技术研究院成立以来,中国的卫星技术也取得了飞速的发展,研制成功了实验卫星、返回式遥感卫星、地球静止轨道通信卫星和气象卫星、同步轨道气象卫星、地球资源卫星等,其中有很多项目已经跨入世界先进行列。通过卫星传输回来的信息被广泛的运用于我国的如地质、海洋、农林、考古、环保、铁道、公路和军事等各部门,创造出巨大的收益[1]。

卫星和飞船在国民经济和国防建设中有着重要的作用,对于他们的发射和运行过程进行跟踪测控是航天系统的重要组成部分,理想状态是对卫星或飞船进行全程跟踪测控。然而测控设备只能观测到所在点切平面以上的空域,且在与地面夹角为3°的范围内测控效果不好,实际上每个测控站只考虑与地平面夹角3°以上的空域[2]。在一个卫星或者飞船的发射与运行过程中,往往有多个测控站联合小组完成测控任务。

2 卫星测控站设计

2.1 理想模型设计

假设卫星在赤道上空的轨道是一个近似的圆,如图1所示,是卫星的发射轨迹。

由于卫星的运行轨道是圆形,因而可以得出一个站点对卫星的测控情况,如图2所示。外圆为卫星运行轨道,内圆为地球表面,D点为站点所在的地球表面位置,则为站点测控的范围角。

由图2所示建立模型,利用正弦公式得:

则一个测控站检测的范围角为:

由于总的弧长为2π,则建立方程

方程(1)、(2)、(3)得

由(4)式可知,随着卫星或飞船到地球表面距离的增加,所需要的测控站数目不断减少,因此只需讨论卫星或飞船在最低轨道运行时所应建的测控站数目。即只需考虑卫星或飞船距地球表面200Km时所需的测控站数目。

则当H=200Km时,由(4)式可得

即需要建立16个测控站,才能实现全程跟踪测控,因此,也就是在赤道上空,相隔22.5°等间距地布置16个测控站。

根据卫星在中低轨道、卫星轨道高度集中在200km~1200km之间的不同运行高度,根据(4)式,用MATLAB软件[3]计算得出结果,建立如表1所示表格。

2.2 实际模型设计

如图3所示,根据空间几何[4,5],以地球的中心为坐标原点,分别建立x、y、z轴,设卫星轨道所在平面与赤道平面夹角为。

建立坐标,那么地球表面坐标为:

我们设卫星所在的平面方程为:

那么联合(5)、(6)、(7)、(9),即卫星轨道平面与地球表面的交线方程为

进行求解得:

因为经线面方程是过z轴的,所以得经线面方程为

因而卫星赤道平面和经线面的法向量分别为

设过y,z轴坐标的平面为0度经线面,那么0度经线面的法向量为

地球自转角速度为,所以经度角为:

所以纬度角:

当,卫星轨道平面与地球交线圆周上的运动速度,用MATLAB作得卫星在地球表面上的经纬线轨迹如图4。

卫星运行三个周期时,卫星在地球上投影经过的经纬线轨迹如图5。

对其中一条纬线进行卫星在该纬线上的投影情况分析如图6所示,设地球上北纬度的纬线圈在t=0时刻卫星的正投影刚好在A点,卫星的周期为:

如果k为整数,那么卫星在北纬度的纬线圈正投影点数为k个,当卫星再次运行到A点正上方时,卫星在地球表面上的投影,将会重复上一次经过A点时的轨迹。

如果k不是整数,那么卫星在北纬度的纬线圈正投影点数不是有限点,卫星的投影能到达该纬线圈上的任一点,这种情况下,是卫星轨迹平面与赤道平面的夹角,那么卫星能扫过纬度是范围内的地球区域,如图7所示,因此在这种情况,所需要监测点数最多。

为了方便对卫星的测控,设计卫星轨道时,设计合适的高度,使k为整数,即

当k=1时,卫星在地球上的投影只有一条轨迹线,所需要布设的监测站最少。

又因为:

解得:

那么监测站的监测范围在地球经纬坐标平面中是一个直径为156.7478的圆,那么在当卫星周期与地球周期一样时,卫星在地球经纬坐标平面的投影,以及监测站的布点情况如图8所示。

从图8中可以很容易看到,在,则需要5个监测站。

结束语

本文通过利用空间坐标,建立地球与卫星的空间运行模型。再利用MATLAB软件进行求解。设计出卫星的运行轨道,以及地面最少的测控站点,从而建立卫星测控网,实现对卫星运行全程的跟踪测控。本设计还存不足,因没有考虑到地球地面的情况,在需要设置测控点的地方可能不适合设置测控点,从而影响测控站点的布置。接着下来的研究将会结合地球的地理位置特点,以及地区的安全政策的影响下进行测控点的优化设计,进一步符合实际应用要求。

参考文献

[1]葛榜军.中国卫星应用进展[J].卫星应用,2006,14(4):43-50.

[2]刘基余.GPS卫星导航定位原理与方法[M].北京:北京科学出版社,2008.

[3]宋兆基.MATLAB 6.5在科学计算中的应用[M].北京:清华大学出版社,2005.

[4]吴良大.高等数学教程[M].北京:清华大学出版社,2007.

广播卫星接收系统的日常维护 篇8

1. 卫星接收天线

卫星接收天线大多做成抛物状, 它的作用是聚集指定卫星传送的3.4GHz-12.75GHz微弱信号到馈源处, 并尽可能减少地面干扰。通过计算指定的卫星经纬度和卫星接收地的经纬度, 可以清楚算出卫星接收天线的方位角、仰角和极化角。卫星接收天线的方位角、仰角和极化角, 是决定接收的卫星信号强度和质量的重要技术参数, 为保证这些参数的稳定, 卫星接收天线必须做好紧固工作, 防止因自重、大风、积雪、冰凌等导致的指向变化。为此, 卫星天线在调整到位后必须做好紧固措施, 锁紧仰角和方位角的调整机构, 并用划线做好锁定标记, 备日后再检查。

同时为方便对抛物面天线指向的调整, 应定期检查天线的传动系统, 对传动部件涂注润滑油, 确保表面不被锈蚀。在沙尘天气较多的地区, 要及时清除天线反射面的积土, 在风灾严重的地区应紧固天线传动的活动支点, 采取辅助手段如, 安装拉线、地锚或者修筑挡风墙进行保护。

2. 馈源和高频头

高频头的作用是将馈源送来的卫星信号进行处理, 然后传送至卫星接收机进行解调。高频头内部落入水或杂物, 会导致同轴电缆的芯线与高频头的输出端短路, 影响卫星信号的接收, 严重时会烧毁高频头, 所以高频头和馈源要防止水或异物进入内部。

馈源在安装时已经做好了防水处理, 日常维护要定期检查螺钉和馈线接头是否松动、各接口处防水措施是否完好, 对有发现氧化和腐蚀、破损的部位要及时处理, 接头氧化或腐蚀的要重新制作, 并使用尼龙胶或玻璃胶封闭, 馈源破损要及时更换。尤其是在雨雪天气, 要特别注意检查馈源口的防水措施是否有效, 一旦发现异常应立即停电清除。

为有效保护馈源和高频头的最常见的作法是:截取合适的塑料瓶底部套在高频头上, 或用塑料布包裹高频头充当保护罩, 以便保护高频头不被风、雨侵蚀。有实践证明, 有机材料制作的保护罩对卫星信号的衰减最小, 技术人员可以根据实际情况, 为卫星接收系统做好保护措施。

“村村通”使用的卫星圆极化高频头的塑料外壳在老化破裂后, 可以直接用厚塑料布包扎起来, 继续使用, 使用效果不受影响。

3. 传输馈线

传输馈线的作用是, 为数字卫星接收机传送经过高频头处理后的卫星信号, 同时向高频头提供18V或13V的直流电压, 一般选用传输性能较好的75Ω-7物理发泡同轴电缆。由于卫星信号较弱, 频率又非常高, 在传输馈线中的损耗较大, 所以为避免信号损耗影响传输效果, 传输馈线距离要尽可能短, 布线时馈线的最小弯曲半径应是馈线直径的6倍以上, 以防止馈线阻抗变大, 影响传输效果。

高频头与馈线的连接处长期暴露在室外, 易受雨水和日光氧化侵蚀, 所以一般使用GSB胶或环氧树脂胶或高级防水胶布密封接头加以保护。在有大风灾害的地方, 需要特别加强馈线连接头的固定, 防止馈线摇动, 连接处被大风扯断。馈线的外皮容易受日光侵蚀老化变质, 造成屏蔽线暴露, 进而氧化、粉化, 所以在布线时要尽量采取使用金属管或PVC管等穿线措施防晒防水, 若发现馈线表面严重老化, 应及时整根更换。

卫星接收设备的馈线F头是英制, 制作传输馈线F接头时馈线外圈上的细铜丝要与外皮齐整切除, 铜线芯要表面光滑且不易过长或过短, 中间填充的发泡塑料要清除干净, 以防接触不良。

4. 功分器

功分器的作用是将一路卫星信号分成两路或多路输出给几个卫星接收机使用的设备。内部一般由隔离二极管及微带电路等组成, 当该功分器中某一路被击穿短路时, 只有这一路对高频头的供电是没有影响的, 但当这一路没有供电电压时, 就会影响其他各路对高频头的供电, 影响卫星信号的正常接收。所以在实际使用时, 功分器分出支路越多发生故障可能性越大, 一般尽可能用端口少的功分器。空闲的端口, 最好安上F头后, 并用防水胶布进行包裹, 防止遇水发生短路故障。

5. 数字卫星接收机

数字卫星接收机的主要作用是:将高频头接收到的卫星信号经过解调、译码、模数转换等一系列变换, 输出视频和音频信号或视频信号, 同时通过功分器与传输馈线给高频头提供18V或13V直流电压。

数字卫星接收机是整套数字卫星接收系统的关键设备, 也是易损设备, 在安装和调试时, 一定要在断电的情况下才对传输馈线进行连接或拆除操作, 否则芯线与屏蔽网线构成的供电回路短路, 可能会烧毁功分器或高频头。在日常使用时, 数字卫星接收机的外壳要可靠接地, 工作时要注意降温和防尘, 当机体通风孔堵塞、当机体内部集成块过热时会引起死机。

“村村通”使用的中星9号接收机常发故障是在电源模块中的滤波电容和整流二极管上, 通常将已鼓包的电容、脚部发黑的二极管用同样器件替换掉就能继续使用。

日凌和太阳黑子的发生都会对卫星信号产生强烈的干扰, 有时日凌发生引起的卫星信号突然中断会引起数字卫星接收机的死机, 只要手动重新开启就能恢复正常。雨衰现象也是影响卫星信号的一个重要原因, 在暴雨天气要做好信号的切换工作。

卫星接收技术是一项系统技术, 技术覆盖面广, 涉及机械、通信、电子工程等领域, 工程技术人员在日常的技术维护过程中, 要掌握好基本业务知识, 日常工作中注意安装细节, 逐步积累经验, 同时要多分析故障发生的根源, 查清故障发生的原因, 提高技术能力。

参考文献

[1]马克辛;广播卫星接收系统的日常维护经验;《广播电视信息》;2014 (1) :106-107

[2]马金辉, 惠兴跃;卫星数字广播电视接收系统的使用与维护;《辽宁广播电视技术》;2011 (3) :53-54

[3]何广茹;广播电视直播卫星接收机故障的维修;《数字传媒研究》;2015 (4) :74-75

[4]汤际明;卫星数字电视接收系统的组成和安装调试与维护;《视听》;2011 (6)

卫星广播系统 篇9

关键词：频谱监测,卫星业务监控,手持式频谱仪

1 引言

“全球卫星广播网”是新华社目前正在使用的、为其全球媒体用户提供新闻信息稿件的数据广播系统, 是新华社对外发布新闻信息的重要渠道。该网基于卫星传输平台, 具有传输距离远、覆盖面广、通信频带宽、容量大、不受地域限制等优势, 但是卫星通信受自身特点的限制和环境的影响, 不可避免的存在各种干扰, 兼之卫星广播系统的复杂性 (卫星和卫星传输设备) 也会带来一定的故障率, 可能对全球广播业务造成严重影响, 甚至造成实时业务的中断。因此, 如何有效地对卫星信号进行监测是保障安全播出及安全通信的首要任务。目前使用的广播和通信卫星绝大多数都是透明转发器卫星, 这类卫星转发器和信道基本都是以按照频率划分, 星上业务之间采用频分复用方式, 因此, 卫星业务信号监测主要以频域分析为主。在此基础上, 使用卫星频谱监测仪器可以有效地完成对卫星频谱信号的监测工作, 保障卫星传输的稳定性和可靠性。

传统的频谱分析仪, 一般只对一路信号进行监测和分析, 精确度高、功能多种多样, 在对信号的详细状态分析中作用较大。但是全球多媒体卫星广播网的卫星覆盖范围广泛, 包括国内地区、非洲地区、中东地区、亚太地区四个区域, 根据覆盖范围的不同使用多个卫星才能实现全球广播业务, 将来还会对更多的地区进行业务覆盖。多地区业务并行使得单个频谱监测功能无法满足多路业务发展的需要, 不利于同时监测多路信号, 设备和人员利用效率不高。所以, 为满足全球网业务监测功能的需求, 全球网卫星综合监测系统应用了多路频谱监测设备, 从而实现八路信号的频谱监测功能, 在降低成本的同时, 方便监测人员综合监控业务, 提高工作效率。图1为单路下行业务频谱监控。

2 频谱监测系统概述

多路频谱监测系统, 即板卡式频谱仪, 采用先进的集中分布式设计, 可提供多路 (单机最多八路) 业务运行状态的频谱监测功能, 可将从卫星等接收到的信号进行系统的实时频谱监测, 并可实现频谱及数据的保存和重现, 可根据频谱的状况提够声光报警等, 帮助监测人员了解实时信号状况, 及时发现信号干扰, 为监控数据提供依据, 并为排查故障提够参考。预留了二次开发接口服务, 可以提供相应功能的定制服务。

3 系统构成

频谱监测系统共计使用八路信号输入, 分别用于各个业务的下行频谱监测, 主要由板卡式频谱仪 (八路) 、IBM服务器 (数据存储设备) 、控制终端 (电脑) 、监视设备 (无线和有线终端, 这里主要指电脑和监控大屏) 以及交换设备组成。

如图2所示, 本检测系统采用一台板卡式频谱仪, 机箱板卡八块, 这样配置为将来的业务扩容和冗余备份提供可能。八路频谱数据传送至服务器进行存储, 以备将来调用。我们可通过控制台对每路数据进行控制、参数配备等, 所有数据可连接到电脑终端进行导出。当有频谱数据不符合设置的合格限要求时, 系统会给出一个报警开关量并且在监控画面上有相关的报警提示。

全球网业务频谱监测系统采用的板卡式频谱仪, 是由北京航天光华公司 (航天时代电子公司二〇〇厂) 和北京鑫诺世纪公司共同研发生产, 在频谱基本分析的基础上, 满足多路信号同时监测的功能, 减少了设备成本, 提高人员工作效率。而国外同类型多路频谱监测设备的价格是国产产品价格的近50倍, 非常昂贵。

整机采用模块化设计, 可扩展性强, 密度高且可维护性强, 其主要技术指标如表1所示, 主要特点如下:

⊙采用标准4U机箱设计, 方便安装。

⊙机箱外壳采用铝合金材质, 重量轻而且硬度高。

⊙机箱上盖采用推拉式锁紧设计, 保证了上盖和机箱的良好接触以及屏蔽效果。

⊙机箱下盖采用不对称式蜂窝状通风孔设计, 保证了系统工作时的通风效果。

⊙机箱采用无轨金属滑道设计, 保证每一块板卡的良好屏蔽效果。

⊙机箱最多支持8块板卡, 自由组合。

⊙板卡采用弹簧式屏蔽设计, 保证在插入板卡的同时又良好的接触。

⊙板卡采用兼容性设计, 使用自由方便。

⊙机箱采用1+1热插拔高可靠性冗余电源设计, 保证系统稳定可靠的运行。

4 系统的功能和应用

频谱监测系统采用Workbench管理软件, 通过监视屏幕上对系统进行设置, 可以实现频谱监测系统的具体功能。如图4所示。

⊙仪器管理:可以实现最多八路监控信号的添加, 删除, 修改, 刷新四项功能。

⊙布局管理:对监控屏幕进行布局、轮询、保存、修改、删除和应用功能。

⊙屏保设置:输入屏保时间即可启用屏保程序。屏保程序表现为一个黑色的条纹, 在屏幕上从左到右走一圈。

⊙设计配色方案:对频率显示的各项参数及背景做出不同的配色方案, 是显示效果更突出。不同的监测信号可配置多种颜色。

⊙仪器设置:对每路监控信号进行参数配置。仪器分为两个部分, 远程控制和频标与参考线。

⊙单块板卡保存为位图:导出和保存单块板卡的显示状态图片 (位图形式) 。

⊙全部窗口保存为位图:导出和保存全部板卡的显示状态图片 (位图形式) 。

基于上述功能的设置和使用, 频谱监测系统可实现以下应用:

(1) 下行频谱监测

对输入的八路业务信号进行频谱监测, 通过对频谱监测系统的基本设置, 自由添加多路监控体系, 对监控画面进行合理布局, 而且通过服务器可对任一路频谱参数进行设置, 从而实现业务的频谱监测和控制功能, 如上行载波的正常, 干扰信号的出现, 信号接收异常等。该系统一旦发现业务载波出现异常, 将即时发出声光报警信号, 全方位角度提示监测人员, 使监测人员能够及时发现异常所在, 并及时上报解决, 保障实时业务的稳定运行。

图6为频谱参数图标说明, 可通过对每块板卡 (系统管理中为仪器) 进行相应的参数设置。频谱仪实现监测的过程很简单, 将所需监测的信号 (频率为9k Hz~3000MHz) 引入监测口, 系统即可对所引入信号进行实时监测, 在控制台可以对相关参数进行相应的设置调整。频谱监测系统提供多种监测布局模板, 并提供屏幕轮循监视模式, 可随时根据需要进行更换。

每一块板卡都有一个惟一的IP地址, 在初始连接时按照模块的初始IP地址实现远程连接, 而后根据实际需求对模块加以命名、参数设置等, 实现正常监测。IP模块是实现远程控制和多路工作的基础。

(2) 文件管理

频谱监测系统采用管理功能软件, 对存储的数据文件进行统一的分类和管理, 可以轻松查找所需文件, 并实现测试文件、图形文件、配置文件和自动测试报表的下载和打印功能。

(3) 远程控制

系统监控人员可以通过相关软件功能, 在办公室得到和在卫星机房一样的进行有效监控, 既可以同时监控整个系统, 提高人员工作效率, 也可以避免长期遭受机房噪音和辐射的污染。

对于每一个监测模块, 在地面网络中输入已设置的IP地址, 即可建立远程连接, 随后即可通过控制台远程控制板卡, 为板卡命名, 修改参数设置, 查看任意段频谱。例如, 通过网络接口提供多台仪器的远程控制, 适合无线网络信号的监测;可以通过远程实现对任意监测模块的独立设置, 主要包括合格线设置、频率设置、幅度设置、RBW/VBW设置、扫描时间设置、检波方式设置等;可以导出所需历史记录, 做状态分析。

(4) 数据的录制、存储和回放

实时监测的同时, 频谱监测系统会将监测的频谱特征数据保存在IBM服务器上, 作为历史数据, 当有需要的时候, 可以访问服务器查看保存的频谱信息。服务器对所有的数据进行存盘处理, 当硬盘存储空间用完时, 前面的数据自动被后面的数据顶出。数据记录时间的长短依板卡的数量和记录时间而定, 每块板卡每天的数据量约为1.6GB, 4块板卡1个月的数据量大约为192GB。

需要查找历史数据时, 通过网络连接服务器, 从而查看历史数据, 重现频谱录像, 提供判定依据。同时可以对历史频谱进行打印处理, 为快速上报, 提供便捷。

(5) 实时报警

频谱监测系统可对每块板卡进行参数设定, 并根据需求设定合格限, 当系统监测到载波超出合格限位置时, 即时给出一个报警开关量, 通过外围设备进行声光报警等。这种报警设置, 可以简单实现对监测业务载波异常和干扰信号的提示功能, 使监控人员能够第一时间的发现问题, 上报问题, 处理并解决问题, 降低系统故障发生率和处理时间, 提高系统的稳定性和可靠性。以上这些功能非常适合全球广播网下行信号的长期定点监测, 捕捉偶尔发生的干扰, 监测载波状态。

5 其他功能频谱分析仪简述

手持式频谱仪一直是在工程现场测试使用的一种常用频谱监测仪器, 常用于卫星天线对星调试、天线极化调整、临时频谱监测等。

图10为德国R&S公司的手持式频谱仪, 近二十年来, 这款频谱仪占领了中国大部分的市场份额, 其产品性能优越但价格相对昂贵, 而同类型国产频谱仪在性能上又不占优势。CASC-200A手持频谱仪是一款由国内公司生产和研发的新产品, 价格相对低廉、性能好, 是一款性价比很高的产品, 具有很大的优势。

CASC-200A手持式频谱仪主要特点:

⊙外观保护设计, 防摔、防砸、防尘、轻度防雨。

⊙更好的抗干扰性能和机械可靠性。

⊙智能锂电池, 方便拆装, 连续工作时间大于3小时。

⊙具备高频头供电功能 (选件) 实现单机对星功能。

⊙支持GPS功能, 随时记录测试文件的时间和经纬信息。

⊙具备寻星计算功能—可计算出任何地点可见卫星在当地的俯仰、方位、极化角等信息。

⊙扫描速度快:20u S~250S/场。

⊙动态范围大:>75d B。

⊙平均噪底电平:-135d Bm@RBW=1k Hz。

⊙抗失真性能强:IP3>15d Bm@ATT=0。

⊙相位噪声低:<-95d Bc/Hz@10k Hz。

⊙一键测试:通道功率、ACPR, OBW功能。

⊙具备LAN/USB端口和标准控制协议, 提供

文件输入输出和远程控制。

⊙具备USB接口, 随时存储和调用相关参数和图像。

在全球广播网业务监测系统中, 还使用一类频谱仪, 它们大多具有很强的分析能力, 较高的技术指标, 担任卫星信号的精密测量、频谱分析、功率测量、数字通信系统性能测量、标量网络分析、EMI辐射/传导干扰诊断等工作, 可以进行矢量信号分析, 支持多种GSM/EDGE, WCDMA/HSPA+, LT E, W I M A XT M, W LA N, CDM A 20 0 0, 1X EV-DO测量。

6 结束语

卫星广播系统 篇10

卫星新闻转播(Satellite NewsGathering,简称SNG)技术在上世纪80年代末和90年代初开始在国外得到广泛应用,目前它主要以Ku卫星通信系统作为传输平台,其通过将新闻现场所采集到的模拟视频和音频信号数字化后,进行压缩处理再通过发射到同步通信卫星再转送回电视台或新闻机构总部,后端平台可以直接转播或经过编辑后播出。近些年来,由于对新闻采集的时效性要求越来越高, 不仅中央电视台,福建卫视、四川卫视等省级电视台和新闻传媒机构为保持其品牌竞争优势,也纷纷采购SNG转播车用于现场连线、体育赛事、大型商业活动及突发事件报道以确保机动性以及新闻时效性领先。尤其在突发事件自然灾害等特殊情况下,比如四川抗震救灾报道中,由于地面通讯被大面积破坏,SNG充分发挥其反应迅速、机动性强的特点,第一时间将地震灾区情况呈现在全国观众面前。

虽然随着卫星通讯技术以及信息数字化技术的发展,SNG系统的成本在不断降低,但动辄千万的转播车购买成本以及租用卫星时段的高昂成本,以及架设卫星接收器的限制, 仍使得该技术的应用存在一定的局限性。因此,各国也在不断探索适合新媒体环境下新闻报道的新型电视转播技术手段。

基于Ka-sat和Internet的新型SNG直播技术

1.Ka波段的特点与发展情况

传统SNG转播一般采用Ku频段,随着近年来该波段资源日趋紧张,各大卫星运营商纷纷将目光转向Ka波段,寻求新发展。

Ka波段是电磁频谱微波K波段的一部分,频率范围为26.5- 40GHz,通常用于卫星通信。Ka波段最重 要的一个 特点就是 频带较宽 , K u频段的可 用带宽为500MHz~1000MHz,而Ka频段的可用带宽可达到3500MHz。因此,Ka波段卫星通信系统可为高速卫星通信、千兆比特级宽带数字传输、高清晰度电视(HDTV)、卫星新闻采集 (SNG)、直接到户(DTH)业务及个人卫星通信等新业务提供一种崭新的手段。

在通信卫星中采用Ka波段,可以获得较宽的工作频带,增加通信容量,同时还可以实现较窄的波束,从而获得高的EIRP值,减小地面终端天线尺寸。而且,相对于已经十分拥挤的C、Ku波段,Ka波段的干扰较小, 便于卫星的轨道位置和频率关系的协调。Ka波段的缺点是雨衰较大,对器件和工艺的要求较高,但随着近些年自适应编码调制技术的发展和卫星元器件以及工艺水平的不断提高,Ka波段技术应用的发展也得到了极大的加速推动。

2.Ka波段卫星在新闻报道中的创新应用

近些年来,Eutelsat、Viasat等卫星运营商为了在Ka波段商业应用中取得领先,多颗基于Ka波段的卫星相继成功发射,Ka波段卫星陆续投入商用也为新闻机构带来了新的发展机会。其中,全球第三大卫星运营商欧洲卫星公司(Eutelsat)在2010年12月成功发射的高吞吐量Ka-Sat卫星尤其引人注目。Ka-Sat卫星由EADSAstrium公司制造,采用高功率的Eurostar E3000型卫星平台,发射重量6.1吨,卫星总功率14kW,有效载荷达11kW,在轨设计寿命16年。令业界关注的是,该卫星设计了82个Ka波段的点波束,每个点波束与237MHz转发器相关联,单点吞吐量达到475 Mbps。这将是迄今世界上最先进的Ka波段点波束设计,通过高水平频率复用卫星总容量达到90Gbit/s,意味着容量达到一个标准的Ku波段通信卫星的38倍。这将可以满足100万家庭终端的数据应用需求。

2011年5月Ka-Sat正式投入商用,为欧洲及地中海地区提供卫星宽带及HDTV服务,截至2012年12月底,该宽带服务已在欧洲及地中海盆地30个国家的市场上进行推广,订户超过7.2万户,占有欧洲Ka波段卫星宽带服务市场的最大份额,同时还为阿尔巴尼亚、利比亚等地中海盆地国家的学校、邮局、公共机构、企业和消费者提供互联网连接优质服务。

基于Ka-Sat提供的卫星宽带服务,2012年,欧洲卫星公司率先宣布,将提供创新的SNG服务,并为该服务命名为“News Spotter”,服务通过Ka波段宽带通信卫星Ka-sat和地面由10个地面站(其中2个为备用网关地面站)骨干网关构成的光纤环网提供,Ka-sat由位于都灵的Eutelsat子公司Skylogic控制,通过82个点波束覆盖欧洲及地中海地区,地面数据由位于巴黎、伦敦、法兰克福等地的10个骨干地面站作为网关,汇聚所属区域卫星数据,并通过20GB光纤组成地面高速环网进行传输,用户既可以通过卫星双跳方式获取信号, 也可以通过光纤专线直连地面网关路由器获取信号,还可以通过本地电信运营商提供的Internet服务,通过公网连接就近网关路由器获取卫星数据,直播信号可以在任意地区获取, 这就为节目的编辑地点提供了极大的灵活性。该项服务通过将卫星通信技术与高速互联网技术相结合,为广大新闻机构提供了更加高效、便捷、经济的方式向演播室传输HD或SD的直播视频信号。

News Spotter新闻转播服务具有如下特点:

1)卫星容量更高,速率更快

Ka-sat卫星总容量达90Gbps, 到2013年2月,其下行及上传最高速度分别可高达20Mbps和6Mbps。并且地面站之间骨干光纤环网带宽达20GB。使得可以通过互联网获取稳定高质量的直播视频信号,一套设备最多支持三台摄像机并行进行直播。

2)播终端设备成本更低

相比于传统的SNG直播设备, 不仅News Spotter终端设备更加轻便化,而且终端采购费用也减少90%。

3)服务更加快速、便捷、经济

相比传统向卫星公司租用时段的方式,News Spotter给予了用户更大的自主性,用户可以通过购买设备时赋予的ID登录服务网站申请并预留使用时段、使用位置,并选择直播所需带宽等操作,费用相对传统SNG方式大大降低。同时直播人员只需完成对星工作,无需设定其他参数,数据链路建立完全通过自动路由方式,大大方便记者使用。同时在直播过程中, News Spotter还可提供语音、FTP推送、互联网接入等多种数据服务。

4)设备更加小型化

News Spotter提供多种规格终端供用户选择,最小化FLY-Away终端仅70L登山包大小,包括60CM小型可折叠天线,解码器等,2分钟即可搭建完毕,不仅适用于陆地,也适用于地形复杂地区以及海上直播报道,另外还提供了用于小型车辆的其他终端类型。

目前,英国广播公司(BBC)和天空广播公司(BSKYB),卢森堡PTL以及意大利RAI等广播机构已经在欧洲测试了News Spotter传输系统,并在雅典奥运会、意大利地震的新闻报道中进行了现场转播应用。

未来该技术在国内应用前景

News Spotter服务为国内新闻机构提供了一种在欧洲进行现场直播快捷、低成本的手段,在人员和成本不增加的前提下,可以进一步扩大在欧洲的新闻采集范围。

同时,欧洲在面积上和人口上和中国具有一定相似性,面对国内新闻媒体庞大的SNG需求以及日益增长的数据服务需求,Ka波段卫星技术在中国同样拥有很大的应用空间。

“伽利略”卫星定位系统 篇11

说起卫星定位导航系统，人们就会想到ＧＰＳ，但是现在，随着众多卫星定位导航系统的兴起，全球卫星定位导航系统就有了一个全新的称呼：ＧＮＳＳ。当前，在这一领域最吸引人眼球的除了ＧＰＳ外，就是欧盟和我国合作的“伽利略”导航卫星系统。

“伽利略”计划是一种中高度圆轨道卫星定位方案。“伽利略”卫星导航定位系统的建立将于２００７年底之前完成，２００８年投入使用，总共发射３０颗卫星，其中２７颗卫星为工作卫星，３颗为候补卫星。卫星高度为２４１２６公里，位于３个倾角为５６度的轨道平面内。该系统除了３０颗中高度圆轨道卫星外，还有２个地面控制中心。

“伽利略”系统将为欧盟成员和中国的公路、铁路、空中和海洋运输甚至徒步旅行者有保障地提供精度为１米的定位导航服务，从而也将打破美国独霸全球卫星导航系统的格局。按计划，首批两枚实验卫星将于２００５年末和２００６年发射升空。

“伽利略”定位系统的优势

“伽利略”系统是世界上第一个基于民用的全球卫星导航定位系统。在２００８年投入运行后，全球的用户将使用多制式的接收机，获得更多的导航定位卫星的信号，将无形中极大地提高导航定位的精度，这是“伽利略”计划给用户带来的直接好处。另外，由于全球将出现多套全球导航定位系统，从市场的发展来看，将会出现ＧＰＳ系统与“伽利略”系统竞争的局面，竞争会使用户得到更稳定的信号、更优质的服务。世界上多套全球导航定位系统并存，相互之间的制约和互补将是各国大力发展全球导航定位产业的根本保证。

“伽利略”计划是欧洲自主、独立的全球多模式卫星定位导航系统，提供高精度、高可靠性的定位服务，实现完全非军方控制、管理，可以进行覆盖全球的导航和定位功能。“伽利略”系统还能够和美国的ＧＰＳ、俄罗斯的ＧＬＯＮＡＳＳ系统实现多系统内的相互合作，任何用户将来都可以用一个多系统接收机采集各个系统的数据或者各系统数据的组合来实现定位导航的要求。

“伽利略”系统可以发送适时的高精度定位信息，这是现有的卫星导航系统所没有的。同时“伽利略”系统能够保证在许多特殊情况下提供服务，如果失败也能在几秒钟内通知客户。与美国的ＧＰＳ相比，“伽利略”系统更先进，也更可靠。美国ＧＰＳ向别国提供的卫星信号，只能发现地面大约１０米长的物体，而“伽利略”的卫星则能发现１米长的目标。一位军事专家形象地比喻说，ＧＰＳ系统只能找到街道，而“伽利略”则可找到家门。

我国参与“伽利略”计划

目前全世界使用的导航定位系统主要是美国的ＧＰＳ系统，欧洲人认为这并不安全。为了建立欧洲自己控制的民用全球导航定位系统，欧洲人决定实施“伽利略”计划。２００３年９月１８日，欧盟和中国草签了中国参与“伽利略”计划的协议。２００４年１０月９日，双方又签署了此项目的技术合作协议，因而引发美国媒体发出美国可能击毁“伽利略”卫星的报道。可见，此项目不但具有极高经济价值，也深具政治和军事战略意义。

参与“伽利略”计划是迄今为止我国与欧洲最大的合作计划。全球导航定位系统的应用十分广泛，从经济建设、国防建设等各方面来考虑，我国都应该建立自己的全球导航定位系统。比如，将来我们建立起全国的车辆定位系统后，如果我们没有其他导航定位系统而只依靠ＧＰＳ系统，那么一旦出现意外情况，将使整个交通系统瘫痪。“伽利略”计划总值３６亿欧元，我国投资２．３６亿美元，约５％，这标志着我国航天事业在国际合作领域迈出走向欧洲化的第一大步。

新闻直播卫星车通话系统 篇12

温州广播电视传媒集团于2011年通过六个多月努力建成并投入使用第一辆新闻卫星车。温州市位于浙江省东南部, 东濒东海。温州属中亚热带季风气候, 湿度大, 夏季台风多, 为能在恶劣天气条件下正常使用新闻卫星车车体选用丰田VX.R V8越野车, 电力方面配有外部电源接入端、美国水牛6k W取力发电机和5k V三类不间断电源。

新闻卫星车传输数据主要部分采用德国诺达卫星通信公司传输系统, 卫星新闻车群由固定主站、车载站组成, 形成一个覆盖所辖区的DSNG媒体网络。该网络通过卫星通信方式, 实现卫星车与电视台中心主站的双向通信功能, 双向视频监看, 实现采集新闻的快速回传, 能满足新闻录播、直播, 并能作为电视转播车的扩展通道和信号传输车。

该网络采用德国诺达公司的Sky WAN¨VSAT技术组建卫星通信网络, Sky WAN¨是一种多频MF-TDMA VSAT系统, 其中每路信道速率均可高达10Mbps, 且各信道可具有不同的速率并可选用不同的前向纠错编码率 (FEC) 。经过数据速率复用的通用信道能够传输所有类型信息, 包括数据、话音、传真, 以及桌面视频和多媒体等。根据应用需求, 各个信道的速率可从100K波特到6000K波特不等, 而且在这些速率各不相同的信道之间还可进行跳频操作。每个信道均被划分成若干TDMA时隙, 这样一路信道就能够同时支持多个站点之间的多路话音和数据连接。支持全网状网、部分网状网、星状网、混合状网等各种拓扑结构网络。其中在全网状网中, 所有站点之间均可通过卫星单跳同时开展全面的、直接的、双向的通信连接。具有完全动态的带宽分配机制, 能够提供瞬时的带宽按需分配 (BOD) 。当且仅当地面站需要传输容量时, 宝贵的空间带宽资源才会被自动地予以分配;而用过之后这些资源又可被自动释放, 按需分配给网络中的其他地面站使用。

本文将对该车通话系统及返送信号传输进行介绍。

新闻卫星直播车的通话系统在直播中起着非常重要的作用。通话系统是演播室、转播车和现场等的联系桥梁, 是转播车设计过程中一个应着重考虑的重要环节, 一个设计良好的通话系统将对直播报道起到极大的帮助作用。其主要实现车内导演与摄像员、记者和指挥现场之间的连线通讯;演播室主持人与现场记者之间的连线通讯以及卫星车导演与演播室导播的通讯。

图1所示新闻卫星直播车通话系统有七部分组成:通话主机、有线电话单元、GSM无线电话单元、无线对讲单元、卫星数据网络通话单元、2线通话线路和4线通话线路组成。通话主机采用美国Clear-Com公司的内部通话产品MS702双通道主机。

GSM无线通话单元选用美国TELULAR公司的SX5E移动固定无线终端, 最大限度地发挥了无线通信的优势。SX5E无线终端器输出电话线路信号经Clear-Com MS702电话耦合器信号处理后接入MS702主机, 实现了卫星车和地面站 (演播室) 或现场指挥人员的实时通话联系, 也可通过无线终端器监听地面站或演播室音频播出信号, 使用非常方便, 无线信号基本上都有覆盖。可靠性与通话质量都比较强, 目前是我们主要通话连接方式。

有线电话单元实现的功能与移动固定无线终端相同, 受现场线路影响局限性大, 但可靠性较强。

卫星数据网络通话单元:由SKYWAN网络数据经交换机连接IP电话机就可直接拨号通话, 同时网络数据信号通过IP转换器输出电话线路信号, 经电话耦合器AC-701主机信号处理后连接Clear-Com MS702主站, 就能把卫星车通话系统与地面站 (演播室) 通话系统对接, 实现双通话系统实时通话联系。

2线通话线路单元于通话腰包连接, 一般给现场主持人或现场指挥人员通话使用;4线通话线路主要于其他通话系统级联使用。两线制与四线制的区别:两线制是信号线与电源线共用, 信号线与电源线构成一个回路;四线制是信号线与电源线分开, 应该接四根线。

卫星转播车配备两台LINK无线摄像机, 无线对讲单元是导播与摄像主要的通话设备, 我们采用质量和可靠性较好的建伍NXR-810中继台VHF/UHF数字模拟双模中断台和建伍NX-320数字模拟双模对讲机组成。利用中继台DB25接口提供的音频输出、输入与AC-701主机相连, 同时把中继台设为双工、低功率发射, 利用DB25接口上外部控制端进行发射。

地面站 (演播室) 回传监示视音频信号, 卫星信号通过Sky WAN¨系统, 数据信号由Bosch解码出来模拟视、音频信号, 视频信号送入监示系统, 音频信号送入卫星车Clear-Com MS-702通话主机的PGM接口, 实现卫星车整个通话系统都能监听到地面站 (演播室) 的声音, 卫星连线直播中能实时监看、监听到播出信号, 对直播中的信号切换及现场连接非常有用。

新闻直播卫星车的便捷性、稳定性在每年台风期间直播中发挥重要作用, 特别在2013年第23号台风“菲特”直播中过程中, 下午在台风外围直播时移动信号正常, 现场主持人和演播室主持人直接使用手机连线, 导播监示演播室低码流回传视、音信号, 切换主持人与现场环境画面。晚上随着台风临近, 直播报道现场逐渐进入10级风圈, 周边乡村电力中断, 移动信号也变得很差。在卫星连线新闻直播中, 演播室视、音频信号使用低码流回传, 演播室音频信号经Clear-Com主机送到对讲机, 现场主持人配戴对讲机耳机与演播室主持人交流报道, 圆满完成台风中的直播报道。

摘要：本文介绍了温州台新闻直播卫星车的具体情况, 对通话系统及返送信号传输进行了说明。