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标题: 业余卫星通讯 [查看完整版帖子] [打印本页]

时间: 2011-5-6 16:03

作者: 潇洒农民 标题: 业余卫星通讯

业余卫星通讯简称OSCAR (Orbiting Satelitte Carrying Amateur Radio)，是利用绕行于地球轨道上的人造卫星，当作无线电通讯的中继器（repeater）、转频器（transponder）或数字中继器（digipeater），以达到远程通讯的目的。
　　业余论文代写卫星在研发期间研发单位即赋予一定的名称编号，例如美国的AMSAT系列、英国的UoSAT系列以及日本的Fuji系列等等，一旦卫星射入地球轨道并开始运作之后，再赋予一个业余卫星的编号，即在原有名称之后加上OSCAR编号来识别，如：美国的AMSAT Phase III D成为AMSAT-OSCAR-40、英国的UoSAT 5成为UoSAT-OSCAR-22、日本的Fuji-2成为Fuji-OSCAR-29，为了应用上的方便，这些编号再被简称如：AO-40、UO-22和FO-29。俄罗斯的业余卫星编号就比较特别，它们的业余卫星经常是附挂在导航或通信卫星上，且一直沿用Radio Sputnik的编号，如：RS-12/13、RS-15、RS-20及RS-21等都是业余卫星。
　　目前为止OSCAR识别编号已经用到MO-46，不过有在运作的业余卫星总数大概不到30个，许多新一代的OSCAR正在研发或制造、测试中。
　　业余卫星的利用方式
　　利用业余卫星来通讯有下列两种方式：实时通讯和存转式通讯
　　卫星轨道
　　环绕地球飞行的人造物体，理论上高度达到250公里以上，即可保持离心力与地心引力的平衡而不坠。实际应用中的人造卫星轨道高度，大概可以分为下列几个区间：
　　◆低轨道：300公里~1,700公里
　　◆中轨道：1,700公里~20,000公里（具有高辐射线的「范亚伦带」在此范围）
　　◆高轨道：20,000公里以上
　　轨道特性
　　◆300公里以下：
　　适合太空实验室或载人飞行器，如MIR太空站、航天飞机、国际太空站（ISS）及短期间的实验卫星等，卫星本身需携带推进器，以便随时调整轨道高度，否则会因少许太空微尘的阻力而减速以及轻微的地心引力之吸引，使得卫星高度逐渐下降而坠毁。过去有一些从MIR或航天飞机上以人力发射的实验卫星，寿命大约只有50天左右。在这个高度的卫星，优点是有利于观察地球和可以较小的功率来通讯；缺点是通讯时间短，每次最多只有9分钟左右。
　　◆300 ~600公里：
　　长时间环绕地球的太空站最有效益的高度是500公里，目前ISS的高度约为400公里，此高度对负载颇重的定期运补宇宙飞船往来较为方便。某些科学实验卫星也在这个高度，它仍保有易于观测地球和通信的优点，而通信时间可拉长一点。
　　◆600~1,000公里：
　　绝大多数工作中的卫星都在这个高度，地球引力作用不大，而卫星讯号涵盖范围相当大，以800公里高的UO-14为例，可涵盖到台湾和印度。这个高度也使得每次pass的可通信时间最长可达15分钟，而每天的pass达到6~8次。
　　◆1,000~1,700公里：
　　如果卫星本体或其电路板有足够的防护罩（通常使用轻金属—钛）足以抵挡辐射线，那么这个高度就可再提升通信范围、每天通信次数和每次通信时间，以RS-15为例，其轨道平均高度在2,000公里左右，只要轨道位置恰当，透过这个卫星台湾可以和整个澳洲大陆通连。
　　◆1,700~20,000公里：
　　具有高辐射线的「范亚伦带」也再这个范围内，极少卫星会设计在这层高度，顶多是「穿透」这一层（所需时间不长），否则卫星极易损毁。
　　◆20,000公里以上
　　这个轨道高度几乎没有商用卫星，因为要把卫星送上这个高度需要高推力的火箭（成本太高），所以只有少数圆轨道卫星，如美国的全球定位卫星GPS、俄罗斯的导航卫星GLONASS，都是大约20,000公里高，位于赤道上空的同步卫星（通信、气象及广播等用途）为36,000公里高，椭圆轨道卫星如AO-10（最高点36,000公里）, AO-40（最高点58,000公里）等，会达到这个高度。
　　卫星讯号
　　卫星通信有其特性上的限制，如：通信时间短、可用频带较窄及都卜勒频移等，因此，除了一般的通信模式外，还有一些卫星通信特有的模式，以下就一一来介绍：
　　◆模拟卫星(语音、电码)
　　FM 模式：多用于中继器（Repeater），如UO-14，AO-27等；国际太空站（ISS）也使用此模式作voice QSO和PACKET通信。
　　SSB模式：绝大多数的业余卫星的转频器（Transponder）都具有这种模式，并且使用跨频带（上、下连使用不同频率）作双工通信，为了更容易补偿都卜勒频移，常采用上连为LSB而下连为USB的调制。
　　CW模式：这是最古老的通信模式，也是较节省频宽的模式，但相对的需要特殊的技巧。
　　模拟卫星的信标（beacon）和遥传讯号（telemetry）也大多是使用CW模式。
　　FM DigiTalker模式：卫星上的?语音合成器?将机上计算机资料合成语音之后，以FM模式下传至地面电台，类似广播的功能，如FO-29、SO-35等。
　　Tone TLM：小型实验卫星（如RS-17）为了简单取得实验数据，常将数据（如温度）转成音调来调制FM载波以便传送给地面电台。
　　SSTV模式：模拟卫星除了可以做一般的SSTV通信外，卫星上若有CCD摄影机也可以将拍摄到的影像，立即以SSTV模式传送下来。以前的MIR和航天飞机任务中都曾做过SSTV实验，将来ISS上也会有定期的SSTV通信实验。
　　◆数字卫星(包封通信)
　　Packet 1200 baud FSK beacon (如ISS, NO-44等)
　　Packet 1200 baud PSK beacon & 广播式BBS (如AO-16, LO-19, IO-26等)
　　Reverse 1200 baud FSK beacon (如UO-11)
　　Packet 400 baud PSK beacon (如AO-40)
　　◆气象卫星（137 MHz, 非业余频带）
　　美国NOAA系列(云图sample 如下)
　　俄罗斯Meteor系列(云图sample 如下)
　　卫星追踪
　　利用卫星通信之前要先预测卫星什么时候会出现在你的天空，这就要靠卫星追踪程序来帮忙。在网际网络上有些网站提供线上追踪卫星的功能，只要输入经纬度、时区和所要追踪的卫星名称，就可以得知卫星现在何处以及何时会出现在你的天空
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