卫星光通信瞄准捕获跟踪技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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于思源 著

图书标签:

• 卫星通信
• 光通信
• 瞄准捕获跟踪
• 空间技术
• 激光通信
• 自适应光学
• 控制技术
• 信号处理
• 精密跟踪
• 自由空间光通信

出版社： 科学出版社有限责任公司

ISBN：9787030484581

版次：01

商品编码：11976948

包装：精装

丛书名： “十二五”国家重点图书出版规划项目光学与光子学丛书

开本：32开

出版时间：2016-06-01

页数：368

正文语种：中文

内容简介

卫星光通信中的瞄准捕获跟踪技术（PAT）是近年来国内外广泛关注的研究领域。本书主要在国内外PAT技术的研究基础上介绍了卫星光通信的基本原理、PAT技术、系统组成及*新进展等。本书的主要内容包括：卫星光通信系统的组成、系统的构成、工作原理，光束捕获和跟踪技术理论基础，光束预瞄准和提前瞄准技术、预瞄准角度计算方法、影响预瞄准精度的因素及补偿技术，光束捕获技术、影响捕获性能的因素、实现方法，光束跟踪和振动补偿技术，捕获跟踪地面模拟测试技术，星地激光链路等前沿技术。

前言/序言

远方的灯塔：信号的舞蹈与时间的赛跑 在浩瀚无垠的宇宙深处，存在着一种无声的交流，它跨越了难以想象的距离，以光的速度传递着信息。这种交流，宛如黑夜中指引航向的灯塔，是人类探索未知、连接彼此的关键。然而，这束来自远方的光，并非一成不变，它需要被精准地捕捉，小心翼翼地引导，并始终保持在目标视野之内。这就是“信号的舞蹈”，一场与时间的赛跑，一场对极致精度的追求，而这一切的背后，是复杂而精妙的“瞄准、捕获、跟踪”技术。 想象一下，一颗遥远的通信卫星，它承载着地球上无数的讯息，正以每秒数万公里的速度在轨道上疾驰。它的光信号，经过漫长旅程抵达地球，早已变得微弱而弥散。而地面上，同样高速移动的接收设备，需要以毫厘不差的精度，将那一闪而过的信号牢牢“抓住”。这不仅仅是简单的对准，而是一个动态的、持续的、并且极其严苛的过程。 瞄准：第一步的决断 “瞄准”是整个过程的起点，它要求我们在发射前就对目标进行精确的定位和预测。这需要强大的轨道动力学知识，能够准确计算卫星在未来一段时间内的运行轨迹。我们必须考虑到地球的引力、太阳的引力、月球的引力，以及大气阻力等多种因素对卫星轨道的影响。这些微小的扰动，在长距离传输中会被放大，足以让原本精准的瞄准出现偏差。因此，精确的轨道预测模型至关重要，它能够预判卫星在接收窗口内的位置，并计算出地面站应指向的精确角度。 然而，仅仅依靠理论计算是远远不够的。在实际操作中，卫星的姿态变化、地面站自身的运动（如地球自转）、甚至大气折射等因素，都会给瞄准带来挑战。这时，“动态瞄准”技术便显得尤为重要。它不是一次性的对准，而是持续的、实时的调整。地面站的天线需要内置高精度的指向机构，并实时接收来自卫星或自主导航系统的信息，不断微调其指向角度，以确保信号始终能够汇聚在天线接收器上。这就像一个经验丰富的射手，在风中、在目标移动的情况下，不断调整呼吸和枪口，以求一击必中。 捕获：在微光中锁定目标 “捕获”是比瞄准更为艰巨的任务。当卫星的光信号穿越大气层，到达地面时，已经变得极其微弱。尤其是在天气不佳，如云层、雨雾的影响下，信号会进一步衰减。捕获，就是要在如此微弱的信号中，准确识别出我们的目标信号，并将其“锁定”。 这需要极高的接收灵敏度和精密的信号处理能力。接收天线的设计必须能够最大限度地收集微弱的信号能量，而接收前端的电子器件则需要具备极低的噪声系数，以免自身的噪声淹没掉宝贵的信号。一旦信号进入接收系统，就需要进行复杂的信号检测和识别。这包括使用先进的算法来区分目标信号与背景噪声、干扰信号。例如，通过分析信号的特定调制方式、频率特征，甚至采用数字信号处理技术，如傅立叶变换、匹配滤波等，来“从沙粒中淘金”，找出那微弱而重要的信号。 更进一步，当多个信号源同时存在，或者目标信号本身具有一定的抖动和漂移时，捕获的难度会成倍增加。这时，就需要运用“捕获跟踪环路”技术。它就像一个聪明的猎人，一旦发现猎物，就会立刻建立起一套动态的追踪机制，不断调整接收机的频率和相位，以始终与目标信号保持同步。即使信号的频率在传输过程中发生轻微的变化（如多普勒效应），捕获跟踪环路也能及时补偿，确保信号不丢失。 跟踪：与时间共舞的精度 “跟踪”是整个过程中最考验耐心和精度的环节。一旦信号被捕获，我们就必须确保持续地、稳定地与之保持联系。卫星在轨道上以极高的速度运动，而地面站的天线也需要实时跟随其运动。这种持续的、动态的对准，就是“跟踪”的核心。 跟踪的方式多种多样，但其本质都是为了让接收天线始终对准运动中的卫星。一种常见的方法是“俯仰-方位角跟踪”，即根据卫星的实时位置，计算出天线在俯仰和方位两个轴上的角度，并驱动天线进行精确的指向。然而，对于高速运动的卫星，这种机械式的跟踪可能会因为响应速度的限制而产生滞后。 因此，更先进的“波束跟踪”技术被广泛应用。这种技术并不直接驱动天线指向，而是利用接收到的信号来“引导”天线。例如，通过在天线接收面上设置多个子阵列，可以检测出信号的到来方向，然后通过反馈机制，调整天线的波束指向，使其始终对准信号最强的方向。这就像一个运动员，在感知到球的轨迹后，用身体的每一个细微动作去配合球的运动。 更进一步，对于要求极高的应用场景，例如高精度定位、空间激光通信等，需要达到“亚弧度秒”级别的跟踪精度。这时，就需要结合“惯性测量单元”、“光学跟踪系统”等多重传感器信息，进行“融合跟踪”。通过多源信息的互补，可以极大地提高跟踪的稳定性和精度，即使在短暂的信号中断或强干扰的情况下，也能保持对目标的持续锁定。 技术融合的艺术 “瞄准、捕获、跟踪”技术并非孤立存在，它们是一个有机整体，紧密相连，相互支撑。精确的瞄准是成功捕获的前提，而稳定的捕获是有效跟踪的基础。整个过程的实现，需要将机械工程、电子工程、光学工程、计算机科学、控制理论以及通信信号处理等多个领域的知识融会贯通。 例如，高精度指向机构的设计，需要用到先进的材料科学和精密机械加工技术。低噪声接收机的设计，依赖于微电子和射频电路的精湛工艺。而复杂的信号处理算法，则需要强大的计算能力和精巧的软件设计。现代化的跟踪系统，甚至会集成人工智能和机器学习技术，通过对历史数据的学习，不断优化跟踪策略，提高系统的鲁棒性和自适应性。 超越距离的连接 这些技术，不仅仅是为了科学研究或军事应用，它们更是我们连接地球与宇宙的生命线。每一次从太空传回的珍贵数据，每一次从遥远探测器发来的微弱信号，每一次天空中那颗闪烁的星辰，都离不开这项精妙的“瞄准、捕获、跟踪”技术。 它让遥远的卫星成为我们视野中的“朋友”，让信息的传递如同近在咫尺。它帮助我们理解遥远星系的奥秘，监测地球的气候变化，为全球的导航系统提供精准的定位，也为我们未来的深空探索奠定坚实的基础。 “瞄准、捕获、跟踪”，这是一场跨越时空的博弈，一场技术与智慧的较量。它让我们能够捕捉那来自远方的微光，理解那无声的语言，并最终，将我们与那无垠的宇宙，紧密地连接在一起。这并非冰冷的机械运作，而是一场关于连接、关于探索、关于人类永不止息的好奇心的壮丽篇章。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题，让我联想到了一幅波澜壮阔的画面：在漆黑的宇宙深处，点点星光闪烁，而在这片静谧之中，一股无形的力量正在将远隔万里的信息之光连接起来。它不是那种轰轰烈烈的战争叙事，也不是浪漫的爱情故事，而是一种冷静、精确、近乎艺术般的科学追求。《卫星光通信瞄准捕获跟踪技术》，这几个字本身就带有一种沉甸甸的专业感，让我不禁想象其中蕴含的复杂数学模型、精妙的工程设计以及严谨的实验验证。我甚至可以想象，这本书会像一部揭秘大片，带领读者一步步解开卫星通信这个复杂系统中的核心谜团。例如，在如此遥远的距离上，光束的衍射和大气扰动（虽然在太空相对较小，但仍有考量）如何影响信号的传输？如何设计出能够适应各种轨道、各种角度的瞄准机构？捕获过程中的“盲区”如何处理？跟踪的精度又需要达到何种水平才能保证信息不丢失？我想，这不仅仅是技术上的挑战，更是一种对物理规律的深刻理解和对工程极限的不断挑战。这本书，或许会让我们看到人类智慧的闪光点，以及在探索未知宇宙时，我们所付出的不懈努力。

评分☆☆☆☆☆

光听书名，我就觉得这本书充满了未来的气息。《卫星光通信瞄准捕获跟踪技术》，这几个字如同一个神秘的钥匙，似乎能打开通往更高维度通信的大门。我猜想，它讲述的将是那些关于如何在无垠的宇宙中，实现稳定、高速、安全的点对点通信的绝妙技术。这不仅仅是简单的“发送”和“接收”，而是要克服巨大的时空距离、高速运动以及各种潜在的环境干扰。书名中的“瞄准”、“捕获”、“跟踪”，每一个词都充满了动感和挑战。想象一下，两颗在高速轨道上飞行的卫星，它们之间的距离可能以每秒公里计地变化，而要维持一束微弱的光信号在如此大的范围内精确地对准，这需要何等精密的仪器和算法？这本书可能会深入探讨激光通信在卫星系统中的应用，以及为了实现“瞄准”而设计的先进光学系统和传感器技术。捕获过程中的初次锁定，以及之后如何在卫星姿态、轨道变化的情况下，实现毫秒级的实时跟踪，这背后无疑是复杂的控制理论和信号处理技术的结晶。我很好奇，这本书是否会涉及一些前沿的AI算法在目标识别和跟踪中的应用，或者是否会介绍一些创新的光学设计来降低系统成本和提高稳定性。

评分☆☆☆☆☆

仅仅是书名《卫星光通信瞄准捕获跟踪技术》，就足以勾起我对这个领域的无限遐想。这听起来像是一部关于如何在浩瀚宇宙中精准“握手”的科技史诗。想想看，在遥远的太空，两颗高速飞行的卫星，它们之间要建立起一条稳定可靠的光通信链路，这本身就是一项极其艰巨的挑战。书名中的“瞄准”，我猜想涉及的是如何用肉眼看不见的光束，在数千甚至数万公里的距离上，精准地指向一个移动的目标。这需要多么强大的光学设计能力和定位精度？而“捕获”，更是意味着要克服各种不确定性，如何在短暂的时间内，准确地捕捉到对方发出的微弱信号，并建立初步的连接。这背后一定涉及到复杂的探测器技术和信号增强算法。最后，“跟踪”，这个词更是描绘了一个持续不断的动态过程。卫星在轨道上时刻都在运动，姿态也在不断调整，如何确保通信链路不会因为这些变化而中断，这必然需要一套极其智能和高效的反馈控制系统。我很好奇，这本书是否会深入到具体的硬件设计，比如高精度指向伺服系统、大动态范围的探测器，或者在软件层面，它是否会解析那些能够应对复杂扰动、实现亚毫弧秒级跟踪的算法。

评分☆☆☆☆☆

这本《卫星光通信瞄准捕获跟踪技术》的书名，立刻勾起了我对未来通信方式的好奇心。想象一下，在浩瀚的宇宙中，两颗高速移动的卫星，它们之间的光信号如何能够精确地对准，又如何能稳定地捕捉并持续跟踪？这简直是现代科技的奇迹！书名本身就充满了高科技的魅力，让我对接下来的内容充满了期待。我猜这本书肯定会深入浅出地介绍光通信在卫星领域应用的挑战，以及为了克服这些挑战所研发的各种精密技术。比如，如何在高动态、低信噪比的环境下实现亚弧秒级的指向精度？如何设计出能够抵抗空间环境恶劣影响的光学系统？光信号的链路损耗如何补偿？以及最重要的，如何设计出稳定可靠的跟踪算法，即使在卫星姿态快速变化的情况下也能保持连接？我脑海中浮现的画面是，一群顶尖的工程师和科学家，在实验室里夜以继日地攻克技术难关，最终将星际间的通信障碍一一扫除。这本书或许会带领我们走进这个充满智慧和创新的领域，了解那些默默奉献的幕后英雄，以及他们是如何将科幻般的设想变为现实的。我迫切地想知道，那些看似不可能的精准瞄准，背后究竟隐藏着怎样令人惊叹的工程智慧和数学原理。

评分☆☆☆☆☆

《卫星光通信瞄准捕获跟踪技术》，光是这几个字，就足以让对航天和通信领域稍有了解的人产生浓厚的兴趣。它暗示着一个高度专业化、技术密集型的研究方向，一个连接地球与太空、甚至更远星辰的数字桥梁。我脑海里立刻浮现出的是那些在太空中运行的通信卫星，它们如同夜空中最亮的星，却肩负着传输海量信息的重任。而要实现如此高效的通信，核心就在于“瞄准、捕获、跟踪”这三个相互关联又相互独立的难题。我可以想象，书中会详细阐述如何设计出能够精确指向目标卫星的光学链路，包括对准镜、传感器、伺机跟踪系统等等。捕获过程的自动化程度，以及如何快速、准确地找到并锁定目标，这背后必然涉及到大量的信号处理和控制算法。而“跟踪”更是重中之重，它要求系统能够实时感知并补偿卫星的任何微小位移和姿态变化，确保通信链路的稳定和信息的连续传输。我猜测，这本书可能会深入介绍一些先进的自适应光学技术，或者在控制理论方面的创新应用，甚至可能涉及到一些对地球大气湍流效应的补偿方法（尽管主要针对卫星间通信，但某些技术可能相通）。

评分☆☆☆☆☆

我为什么喜欢在京东买东西，因为今天买明天就可以送到。我为什么每个商品的评价都一样，因为在京东买的东西太多太多了，导致积累了很多未评价的订单，所以我统一用段话作为评价内容。京东购物这么久，有买到很好的产品，也有买到比较坑的产品，如果我用这段话来评价，说明这款产品没问题，至少85分以上，而比较埋汰的产品，我绝对不会偷懒到复制粘贴评价，我绝对会用心的差评，这样其他消费者在购买的时候会作为参考，会影响该商品销量，而商家也会因此改进商品质量。

评分☆☆☆☆☆

帮舍友购买的，据说东西不错

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这方面少有的书，值得一读。

评分☆☆☆☆☆

好

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