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第1章 绪论1

1.1 概述2

1.2 我国卫星应用的发展4

1.2.1 通信卫星应用4

1.2.2 导航卫星应用10

1.2.3 对地观测卫星应用13

第一部分 卫星通信技术应用19

第2章 卫星通信网络技术基础19

2.1 卫星通信网络传输标准概述20

2.1.1 DVB系列标准20

2.1.2 GMR标准23

2.1.3 其他标准30

2.2 轨道36

2.2.1 开普勒定律36

2.2.2 轨道参数37

2.2.3 轨道类别38

2.2.4 地球同步轨道卫星（GEO）与非对地静止轨道卫星（NGEO）系统对比39

2.2.5 MEO和LEO系统对比40

2.3 卫星通信网络概述41

2.3.1 空间段41

2.3.2 地面段42

2.3.3 用户段42

2.3.4 卫星网络的特点42

2.4 卫星链路46

2.4.1 卫星链路空间传输的特点46

2.4.2 传输技术47

2.4.3 链路计算49

2.5 多址接入56

2.5.1 FDMA57

2.5.2 TDMA59

2.5.3 CDMA61

2.6 资源分配64

2.6.1 随机接入64

2.6.2 固定分配65

2.6.3 按需分配65

2.7 与地面网络互连67

2.7.1 与电话网络互连67

2.7.2 与国际互联网互连70

2.8 星间链路75

2.8.1 星间链路概述75

2.8.2 星间链路的组成及种类76

2.8.3 星间链路的几何特性77

2.9 星上处理80

2.9.1 星上处理关键技术81

2.9.2 星上处理功能82

2.9.3 星上处理应用体现82

第3章 卫星广播电视系统84

3.1 卫星广播电视体制86

3.1.1 S-DMB体制86

3.1.2 DVB-SH体制87

3.1.3 CMMB体制89

3.1.4 下一代广播电视无线网体制90

3.2 卫星广播电视系统93

3.2.1 MBSAT系统94

3.2.2 天狼星-XM系统96

3.2.3 W2A系统97

第4章 宽带卫星通信网络99

4.1 分组交换网络100

4.1.1 基本原理100

4.1.2 ATM与TCP／IP100

4.1.3 QoS103

4.2 卫星IP技术104

4.3 网络设备设计107

4.3.1 IP调制解调器107

4.3.2 网络管理系统108

4.3.3 路由交换109

4.4 宽带卫星通信系统112

4.4.1 宽带全球卫星系统112

4.4.2 SpaceWay3系统116

4.4.3 宽带互联网工程试验和演示卫星系统123

第5章 卫星移动通信网络129

5.1 电路交换网络130

5.1.1 基本原理130

5.1.2 信令132

5.2 无线接入网136

5.2.1 无线资源控制137

5.2.2 无线链路控制138

5.2.3 无线测量140

5.3 核心网142

5.3.1 呼叫控制142

5.3.2 移动性管理143

5.3.3 会话管理145

第6章 低轨星座通信网络149

6.1 铱星系统150

6.1.1 一代系统150

6.1.2 二代系统161

6.1.3 关键技术162

6.1.4 应用情况165

6.2 全球星系统174

6.2.1 一代系统174

6.2.2 二代系统180

6.2.3 应用情况181

6.3 ORBCOMM系统184

6.3.1 一代系统184

6.3.2 二代系统188

6.3.3 应用情况190

第7章 卫星通信网络发展展望193

7.1 卫星通信发展趋势194

7.2 卫星通信技术应用197

7.2.1 多媒体分发197

7.2.2 服务连续性199

7.2.3 物联网业务200

7.2.4 网络控制信令分离201

7.2.5 关键电信任务201

7.3 卫星通信研究方向203

7.3.1 服务提供203

7.3.2 软件定义网络和虚拟化204

7.3.3 连接和网络205

7.3.4 空中接口和频谱206

第二部分 卫星导航技术应用209

第8章 GNSS信号信息处理209

8.1 GNSS信号与信息210

8.1.1 BPSK信号211

8.1.2 BOC及其复合信号216

8.1.3 GNSS信息225

8.2 GNSS信号接收处理228

8.2.1 GNSS信号接收原理228

8.2.2 GNSS接收机组成229

8.2.3 弱信号处理技术232

8.3 GNSS定位精度分析234

8.3.1 GNSS定位精度的影响因素234

8.3.2 信号测量误差235

第9章 GNSS基本应用237

9.1 航天应用239

9.2 航空应用241

9.3 陆地应用243

9.3.1 车辆243

9.3.2 行人245

9.3.3 户外运动248

9.3.4 林业监测249

9.3.5 智慧城市应用250

9.4 海洋应用254

第10章 GNSS授时及应用255

10.1 GNSS授时原理及精度256

10.1.1 广播式授时256

10.1.2 共视法授时257

10.2 GNSS授时应用258

10.2.1 电视系统应用258

10.2.2 电力系统应用259

10.2.3 铁路系统应用259

10.2.4 电信同步网应用259

第11章 差分GNSS技术261

11.1 差分GNSS定义262

11.2 差分系统基本原理263

11.2.1 位置差分263

11.2.2 伪距差分264

11.2.3 相位平滑伪距差分266

11.2.4 载波相位差分268

11.3 局域差分GNSS270

11.3.1 局域差分GNSS定义270

11.3.2 局域差分GNSS的实现方法271

11.4 广域差分G NSS272

11.4.1 广域差分GNSS定义272

11.4.2 广域差分GNSS实现方法273

第12章 GNSS增强技术及应用274

12.1 GNSS增强方式分类275

12.2 GNSS地基增强原理277

12.2.1 系统概述277

12.2.2 系统构成277

12.3 GNSS星基增强原理281

12.3.1 系统概述281

12.3.2 系统组成281

12.3.3 系统完好性要求285

12.3.4 SBAS信息285

12.3.5 目前运行和建设的SBAS286

12.4 GNSS增强技术应用288

12.4.1 地基增强技术应用288

12.4.2 星基增强技术应用294

第13章 卫星导航抗干扰技术297

13.1 抗压制式干扰技术299

13.1.1 压制式干扰分类300

13.1.2 抗压制式干扰算法301

13.2 抗欺骗式干扰技术313

13.2.1 欺骗式干扰分类313

13.2.2 抗欺骗式干扰算法314

第14章 多源组合导航技术316

14.1 INS／GNSS紧耦合导航系统319

14.1.1 系统组成及工作原理319

14.1.2 系统方程及量测方程321

14.2 INS／CNS／GNSS组合导航系统326

14.2.1 系统组成及工作原理326

14.2.2 系统方程及量测方程328

14.3 GNSS／视觉组合导航系统330

14.3.1 系统组成及工作原理330

14.3.2 基于路标的双目视觉辅助定位模型331

14.4 全源导航技术334

14.4.1 全源导航系统组成335

14.4.2 全源导航算法模型336

14.4.3 导航模式智能管理技术342

14.4.4 全源导航技术的应用展望343

第15章 GNSS位置服务347

15.1 位置监控系统351

15.2 灾情监控与应急指挥系统355

第16章 GNSS探测技术357

16.1 GNSS掩星探测358

16.2 GNSS大气探测361

16.3 GNSS-R探测363

第17章 新兴导航技术366

17.1 仿生导航367

17.1.1 仿生导航研究现状367

17.1.2 全天域偏振光导航368

17.1.3 基于熵流的光流复合导航376

17.1.4 仿生导航技术的应用展望381

17.2 室内导航技术383

17.2.1 室内导航方法384

17.2.2 主流的室内导航技术385

17.2.3 室内导航的应用392

17.3 通信导航一体化394

17.3.1 所采用的主要定位技术397

17.3.2 导航数据标准402

第三部分 对地观测技术应用407

第18章 对地观测技术应用概述407

18.1 对地观测技术应用概述408

18.1.1 对地观测技术应用需求409

18.1.2 对地观测技术应用现状411

18.1.3 对地观测技术应用存在的问题414

18.2 对地观测技术应用的主要研究内容416

18.2.1 对地观测数据仿真、载荷优化与综合标验416

18.2.2 对地观测技术应用仿真与效能评估优化417

18.2.3 对地观测星地协同智能化数据处理417

18.2.4 对地观测空间信息综合应用与增值服务417

第19章 对地观测数据仿真、载荷优化与综合标验418

19.1 光学遥感卫星成像仿真技术421

19.1.1 目标特性仿真建模422

19.1.2 大气辐射传输仿真建模423

19.1.3 卫星平台仿真建模428

19.1.4 卫星载荷仿真建模432

19.2 对地观测数据高精度标校438

19.2.1 高精度辐射定标技术438

19.2.2 高精度几何检校技术451

19.2.3 标校场地技术方案与业务流程461

19.3 对地观测数据综合质量评价464

19.3.1 辐射质量评价方法464

19.3.2 几何质量评价方法468

第20章 对地观测星地协同智能化数据处理469

20.1 对地观测系统星上智能处理典型模式471

20.1.1 星地一体化的遥感信息星上处理体系模型471

20.1.2 遥感信息星上处理典型工作模式475

20.1.3 效能评估体系构建476

20.1.4 星上环境约束性设计477

20.2 对地观测系统星上成像质量智能优化技术478

20.2.1 基于成像环境评价的星上成像参数智能优化技术478

20.2.2 基于成像环境评价的星上成像参数智能优化工作模式478

20.2.3 面向成像质量提升的星上辐射校正预处理技术484

20.3 对地观测系统星上快速响应产品服务技术488

20.3.1 面向快速响应应用的星上目标定位及识别技术488

20.3.2 基于云检测的星上影像数据自主筛选技术494

第21章 对地观测技术应用仿真与效能评估优化500

21.1 面向典型应用场景的对地观测系统建模仿真501

21.1.1 典型应用场景定义501

21.1.2 对地观测系统要素应用能力约束数字化建模506

21.2 面向应用的天地一体化效能仿真与评价技术507

21.2.1 天地一体化对地观测任务仿真507

21.2.2 应用效能评估指标体系构建与算法设计509

21.2.3 基于数据挖掘的应用综合效能评估与影响因素分析512

21.3 基于精细效能评估的天地一体化任务协同优化技术515

21.3.1 应用需求统筹与星地资源约束转换516

21.3.2 基于星地系统运行状态和观测天气状况的复杂任务联合规划517

21.3.3 基于效能评估的任务与星地资源参数优化519

第22章 对地观测空间信息综合应用与增值服务522

22.1 空间信息融合及信息提取523

22.1.1 多源数据高级加工处理技术523

22.1.2 多源数据时空信息融合技术527

22.1.3 多源数据目标信息提取技术531

22.1.4 多源遥感数据定量反演技术534

22.1.5 真实性检验技术536

22.2 空间信息集成与行业应用540

22.2.1 空间信息一体化处理平台540

22.2.2 典型行业应用546

第23章 对地观测技术应用展望560

23.1 未来对地观测卫星系统将全面进入高分辨率时代561

23.2 高分成像卫星将从分立的系统向综合的体系发展562

23.3 民用高分对地观测卫星向新兴航天国家普及563

23.4 光学成像技术向多模式、多手段、多轨道方向发展564

23.5 雷达成像技术向干涉测量、动目标探测方向发展565

23.6 静止轨道高分成像系统将成为未来美欧的重点发展方向566

23.7 微纳高分辨率对地观测卫星将带动新的应用产业567

第24章 大数据与卫星综合应用典型案例568

24.1 概述569

24.2 卫星应用技术在智慧城市中的应用572

24.2.1 智慧城市框架体系573

24.2.2 卫星应用在智慧城市中的主要作用576

24.2.3 典型智慧城市应用案例577

24.3 卫星应用技术支撑“一带一路”倡议实施580

24.3.1 战略安全信息服务581

24.3.2 企业“走出去”信息服务582

24.3.3 应急响应信息服务582

24.4 卫星应用技术在防灾减灾中的应用583

附录 中英文缩略语对照表587

参考文献605

索引618