Introduction to Satellite Systems, Technology Basics, Market Growth, Systems, and Services pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Althos

作者:Ben Levitan

出品人:

页数:72

译者:

出版时间:2003-06

价格:USD 14.99

装帧:Paperback

isbn号码:9780974278780

丛书系列:

图书标签:

• 卫星系统
• 卫星技术
• 卫星通信
• 空间技术
• 市场分析
• 行业报告
• 无线通信
• 工程技术
• 航空航天
• 卫星服务

深入探索：现代信息基础设施的基石与未来——地球观测、导航与通信技术概览 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，剖析支撑现代社会运转的非人造卫星系统（Non-Terrestrial Systems）及其衍生的复杂技术生态。我们聚焦于当前技术最前沿的领域，包括高分辨率对地观测（Earth Observation, EO）、全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite Systems, GNSS）的底层原理与应用拓展，以及下一代卫星通信（Satellite Communications, SatCom）网络的架构与演进。 本书并非对传统“卫星系统”的教科书式罗列，而是侧重于系统级集成、数据处理的复杂性以及跨领域应用的深度解析。我们不涉及卫星制造过程或轨道力学的基础计算，而是将这些视为既定前提，转而探索如何利用这些平台提供的能力来解决现实世界中的重大挑战。 --- 第一部分：高精度对地观测的深度解析与数据链构建 本部分重点探讨了地球观测卫星如何从简单的图像采集工具，转变为复杂的环境监测、资源管理和安全保障平台。我们将详细剖析多光谱、高光谱以及合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar, SAR）数据的内在机理、信息提取方法以及其在不同垂直领域（如农业、林业、海洋学和城市规划）中的价值链。 1. 传感器物理与信息编码：超越可见光 我们首先深入讲解了先进遥感传感器的物理学基础，重点是辐射传输模型和大气校正算法。不同于传统的仅关注光学成像的论述，本书将大量的篇幅用于解释SAR技术如何通过微波穿透云层、实现全天候观测。内容包括：后向散射系数的物理意义、干涉测量（InSAR）用于形变监测的原理，以及极化SAR（Polarimetric SAR）如何揭示地物结构信息。 2. 数据处理与云端加速：从原始数据到洞察 现代EO系统的核心瓶颈在于海量数据的处理速度。本章将详细阐述边缘计算（Edge Computing）在卫星平台上的初步应用，以及地面数据中心如何利用GPU加速和高性能计算（HPC）架构进行快速的几何校正、辐射定标和目标识别。特别关注深度学习在影像分类、变化检测（Change Detection）和目标提取中的最新进展，以及如何构建可解释的AI模型来验证地理空间数据的可靠性。 3. 垂直应用案例：气候建模与灾害响应 我们提供了一系列案例研究，展示了EO数据在复杂系统中的集成应用。例如，如何结合高频次的低轨（LEO）数据流与传统的静止轨道（GEO）数据，建立高精度的土地利用/土地覆盖（LULC）动态模型。在灾害响应方面，重点分析了在地震、洪水或森林火灾发生后，如何快速融合不同传感器的数据，生成可操作的影响评估图层，并将其无缝接入应急管理部门的工作流程。 --- 第二部分：全球导航、定位与高精度授时（PNT）的未来挑战 导航定位（Positioning, Navigation, and Timing, PNT）已不再局限于简单的“你在哪里”。本部分探讨了GNSS系统的多星座融合、抗干扰技术以及PNT服务的商业化拓展，特别是其向无GPS环境的延伸。 1. 多星座融合与增强系统（Augmentation Systems） 本书超越了对单一GNSS（如GPS或北斗）的描述，专注于多系统联合定位的算法优化。讨论了如何解决不同系统间的时间系统差异、坐标系转换以及信号结构不一致性带来的挑战。更重要的是，我们详尽分析了地面增强系统（GBAS, SBAS）和局部增强系统（如欧洲的EGNOS）如何通过差分修正技术，将民用定位精度从米级提升到分米级乃至厘米级。 2. 信号鲁棒性与抗干扰技术（Anti-Jamming/Anti-Spoofing） 随着PNT依赖性的增加，信号的脆弱性成为关键安全问题。本章深入探讨了恶意干扰（Jamming）和欺骗（Spoofing）攻击的原理和探测方法。内容包括：基于射频指纹识别的异常信号检测、接收机层面的自适应波束形成技术，以及如何利用惯性导航系统（INS）和视觉里程计（Visual Odometry）实现PNT的无缝接力（Seamless Handover），确保在GNSS信号丢失或受损时的连续可靠性。 3. PNT的商业化与新兴市场 PNT服务的商业价值正从传统交通运输扩展到精密农业、自动驾驶和金融交易同步。我们分析了实时动态（RTK）和网络RTK（Network RTK）服务的商业模式，探讨了如何通过低轨增强星座（如伽利略的G2G服务）来提供更高保障等级的PNT服务，并讨论了时间同步在区块链和高频交易中的关键作用。 --- 第三部分：下一代卫星通信网络的架构、资源调度与服务交付 卫星通信正经历一场由大规模低轨星座（LEO Mega-Constellations）驱动的革命。本部分的核心是理解这些数千颗卫星组成的动态网络的复杂性、软件定义网络的潜力，以及如何在有限的频谱资源上实现极高的数据吞吐量。 1. 动态网络拓扑与星间链路（ISL） LEO网络的关键区别在于其高动态性和复杂的星间链路（Inter-Satellite Links, ISL）。本书详细剖析了基于激光或射频的ISL技术，以及如何通过动态路由算法（如链路状态路由协议的变体）来优化跨星座的数据转发路径，从而最小化地面网关的依赖。讨论了拓扑结构（Mesh vs. Hybrid）对网络延迟和可靠性的具体影响。 2. 频谱管理与多址接入技术 在日益拥挤的频谱环境中，高效利用资源至关重要。本章深入分析了软件定义网络（SDN）和网络功能虚拟化（NFV）在卫星网络中的应用，如何实现灵活的资源分配和动态波束切换。重点讲解了高级多址接入方案（如基于OFDMA/SC-FDMA的混合接入），以及如何通过智能功率控制来减轻同频干扰，最大化区域吞吐量。 3. 混合网络集成与服务质量保障（QoS） 现代通信要求无缝地在地面光纤、5G蜂窝网络和卫星网络之间切换。本书探讨了“空天地一体化网络（NTN）”的架构设计，特别是如何将卫星接入点（AAP）作为5G核心网的扩展单元。核心难点在于服务质量（QoS）的端到端保障：如何为延迟敏感型应用（如实时视频会议或远程手术）提供与地面网络相当的服务等级协议（SLA），尤其是在卫星移动性带来的快速信道变化场景下。 --- 第四部分：系统集成、监管挑战与可持续性 本部分从更宏观的角度审视了这些技术的集成、面临的运营挑战以及对环境的影响。 1. 监管环境与频谱协调 卫星系统的快速发展对现有的国际电信联盟（ITU）框架提出了严峻挑战。我们将分析轨道和频率资源分配的现状，以及新兴商业模式如何推动监管政策的演进。讨论了在日益饱和的近地轨道（LEO）中，协调不同运营商星座的干扰风险和缓解策略。 2. 空间环境可持续性与碎片缓解 随着发射频率的增加，空间碎片（Space Debris）已成为全球关注的安全议题。本书将讨论主动式碎片清除（ADR）的技术路径、卫星的离轨设计（De-orbiting Designs），以及如何利用EO和雷达监测系统对碎片进行高精度编目，为避免碰撞提供数据支持。探讨了商业保险和行业标准在推动可持续空间操作中的角色。 3. 数据安全与韧性（Resilience） 在所有连接系统中，数据链路的安全是基础。本书审视了卫星通信和观测数据在传输和存储中的加密标准、身份验证机制。重点分析了针对高价值数据链的抗量子加密需求，以及系统层面的冗余设计，以确保在面对自然灾害或网络攻击时，关键信息服务的韧性。 --- 目标读者： 本书适合有一定技术背景（如工程学、地理信息科学、电信或计算机科学）的专业人士、高级技术管理者，以及希望深入了解现代空间基础设施如何支撑其所在行业（如金融、物流、农业或应急管理）的决策者。它要求读者不仅理解单个技术模块，更要掌握系统间的复杂交互和数据流动的全貌。

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