卫星通信讲义.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,卫星通信导论,一、卫星通信系统综述；,二、卫星通信系统的结构、特点；,三、通信系统的多址技术；,四、卫星通信传输工程；,五、,VSAT,系统简介；,六、,GPS,系统简介；,七、铱系统简介；,目前全球无线通信技术的热点,3G,MMDS,WLAN,WiMAX,UWB,全球移动通信系统,全球卫星通信系统,标准名称,802.11X,802.16a,LMDS,HomeRF,HiperLAN2,最大传输速,率（物理层）,54 Mbps,134.4,Mbps,14.kbps155 Mbps,10 Mbps,54 Mbps,覆盖范围,100m,48km,37km,50m,80m,QoS,不支持,支持,支持,支持,支持,工作频带,2.4/5GHz,2,66GHz,28 GHz,2.4GHz,5GHz,信道带宽,25MHz,1.5,28MHz,1GHz,5 MHz,25 MHz,主要优点,高速度，低成本、应用成熟,多用途，快速，远距离,多业务、高带宽、超大容量,应用成熟,安全、移动性好、低功耗、低成本,主要缺点,覆盖太小，安全性较差,正在开发中,受天气影响较大、成本较高,覆盖太小、速率较低、频带拥挤、不支持图像业务,覆盖太小,卫星通信系统的特点,覆盖区域大，通信距离远，三颗同步卫星即可 覆盖全球；,频带宽,，,容量大；,机动性好,，,不受地理条件限制；,通信可靠性高,，,质量好,而,稳定；,费用与距离无关；,有多址能力,，,组网灵活；,可实现区域及全球个人移动通信。,通信卫星的分类,按轨道分：赤道轨道，极轨道，倾斜轨道，同步卫星，移动卫星，,GEO,，,MEO,，,LEO,；,按通信范围分类：国际通信卫星，区域性通信卫星，国内通信卫星；,按用途分类：综合业务通信卫星，军事通信卫星，海事通信卫星，电视直播卫星，气象卫星等；,按转发能力分类：无星上处理能力，有星上处理能力；,按频段分类,0.1-0.3,（,GHz,），,VHF,，,移动,、,导航业务；,0.3-1.0,，,UHF,，,移动、导航业务；,1.0-2.0,，,L,，,移动业务、指令传输；,2.0-4.0,，,S,，,移动业务、指令传输；,4.0-8.0(4/6),，,C,，,固定业务；,8.0-12.0,，,X,；,12.0-18.0(12/14),，,Ku,，,固定,、,DSS,业务；,18.0-24.0,，,K,；,24.0-30.0,，,Ka,；,33.0-50.0,，,Q,；,50.0-75.0,，,V,。,按重量分类,大型卫星，,Large,，,1000kg,，,1,亿美元；,小卫星，,Small,，,500-1000kg,，,0.5-1,亿美元；,微小卫星，,Mini,，,100-500kg,，,500-2000,万美元；,微卫星，,Micro,，,10-100kg,，,200-300,万美元；,纳卫星，,Nano,，,10kg,，,100,万美元；,皮卫星，,Pico,，,1kg,。,世界卫星通信发展简史,1000AD,中国发明火箭,1945AutherC Clarke,提出三颗同步卫星覆盖全球,1957,前苏联发射世界上第一颗卫星,SPUTNIK,1963,美国发射世界上第一颗同步卫星,SYNCOM,1964INTELSAT,建立,1965,第一颗商用同步卫星,INTELSAT-1,1979INMARSAT,（,海事）,建立,1970,中国发射第一颗卫星,DFH-1,世界卫星通信发展简史,截止,1999,年底全球有,300,颗同步通信卫星提供,60,洲际通信和,100,国际电视转播全球在轨转发器,4467,个正在建造的转发器,1793,个,1997,年世界卫星市场售业额,512,亿美元,2007,年预计达,1900,亿美元,2004,2010,年将发射,350,颗同步通信卫星,中国卫星通信的发展史,1000AD,中国发明火箭；,1970,中国发射第一颗卫星,DFH-1,；,1984,年,4,月，发射了第一颗试验用,“,同步通信卫星,”,STW-1,（,即东方红二号）,；,1986,年,2,月于我国西昌发射场，用长征,3,号火箭成功发射第二颗,“,实验通信卫星,”,STW-2,；,1988,年,3,月，又于西昌发射场，用长征,3,号火箭发射成功第一颗,“,实用通信卫星,”,，即,“,东二甲,”,卫星,；,到,2002,底中国共发射约,60,颗卫星。,卫星通信在中国的特殊地位,地域辽阔，,960,万平方公里，东西南北跨度均超过,5000,公里，地形复杂，山区占,31%,，,高原,26%,，,丘陵,10%,，,平原仅占,31%,；,人口众多，,13,亿人口，,8,亿农村人口，全国,1/5,以上,行政村尚无电话；,经济增长迅速，西部和农村经济发展尤为重要。,空间站,卫星系统的结构,卫星的主要设备包括下列七大系统,位置与姿态控制系统,；,天线系统,；,转发器系统,；,遥测指令系统,；,电源系统,；,温控系统,；,入轨和推进系统,。,推进系统的自旋控制,我国自制卫星的发展情况,1970,年,4,月,24,日东方红一号,1975,年,11,月,26,日返回式遥感卫星,1984,年,4,月,8,日试验通信卫星,1986,年,2,月,1,日东方红二号甲,1988,年,3,月,7,日东方红二号甲,1988,年,12,月,22,日实用通信卫星,1990,年,2,月,4,日实用通信卫星,1997,年,5,月,12,日东方红三号甲,1970,年,4,月,24,日发射的第一颗人造地球卫星。,星上的仪器舱装有电源、测轨用的雷达应答机、雷达信标机、遥测装置、电子乐音发生器和发射机、科学试验仪器等。,卫星的主要任务是向太空播放,“,东方红,”,乐曲，同时进行卫星技术试验，探测电离层和大气密度。,星上采用银锌蓄电池作电源，电池寿命有限，卫星运行,20,天后，电池耗尽，,“,东方红,”,乐曲停止播放，卫星结束了它的工作寿命。,东方红一号,微小卫星的应用,国际空间站,总质量,423,吨、长,108,米、宽,88,米，密封舱容积达,1202,立方米,运行高度,397KM,，,倾角,51.6,度,空间站由多个模块组合而成,第一舱“曙光”号功能货舱和服务舱已于发射成功,国际空间站,建造分三个阶段,1994-1998,试验航天飞机与俄“和平”号空间站对接,1998-2000,初期装配阶段，建立空间站核心部分，第一批宇航员登上空间站,2000-2004,最后装配阶段,我国参与了其中“阿尔法”磁谱仪的研制,主要用于微重力科学、空间材料加工、对天地观测等活动,通信系统的多址技术,正交性原理,发射机,1,发射机,2,发射机,N,信,道,接收机,多址系统的信道容量,理想,AWGN,的信道容量：,多址系统的信道容量：,N,0,AWGN,的,功率谱密度,通信系统的多址技术,FDMA,TDMA,CDMA,SDMA,ALOHA,F,T,CODE,FDMA,采用,FDD,的双工模式,信道带宽,信,道,n,信,道,1,功率,时间,移动台收,（基站发）,移动台发,（基站收）,信,道,n,信,道,1,信,道,2,收发间隔,FDMA,的信道容量,单,用户的信道容量：,对于固定的带宽,W,，,随着用户数量,K,的增加，总的容,量是增加的，但是分配给每个用户的容量和带宽却逐渐减,少，因此实际上总的信道容量不可能无限的增加。,总的信道容量：,TDMA,1.TDD,的双工模式：,2.,子帧的捕获和同步,CH1,CH2,时隙,.,CH1,CH2,时隙,.,上行帧,下行帧,功率,频率,时间,GSM,的帧长为,4.6ms,，,每帧,8,个时隙。,TDMA,的信道容量,TDMA,的信道容量与,FDMA,相同，但是从应用的,观点来说，,TDMA,中当,K,很大时，对发送机来说，,保持发送机功率为,K*S,是不可能的。因此，用户,的数量在实际应用中存在限制。,单,用户的信道容量：,CDMA,逻辑信道,2,逻辑信道,1,逻辑信道,3,逻辑信道,N,码字（伪随即序列）,频率,时间,CDMA,的信道容量,每个用户的容量,由于系统使用同样的频段，因此在极端状况有可能,其他所有的（,K-1,）,个用户成为噪声。,CDMA,移动通信技术,关键技术：,1.,扩频通信；,2.,软切换；,3.,功率控制技术；,4.,多径分集接收；,CDMA,的主要技术特点,大,容量；,单一无线信道；,软切换；,话音激活技术；,具有所有扩频技术的特点；,SDMA,空分多址是通过空间的分割来区别不同的用户,（达到正交性），目前主要采用自适应阵列天,线来实现。它的主要参数包括：工作频点、波,束夹角和波束覆盖的半径。,随即多址技术,1,、概念；,2,、分类：,ALOHA,，,CSMA,，,PRMA,3,、,ALOHA,的性能指标：,通过量；,分组平均延时；,信道利用率；,第四章 卫星通信系统的链路传输工程,1,、卫星通信系统的信道模型；,2,、卫星移动通信的链路特性；,3,、星地链路损耗；,4,、卫星通信全链路质量,多径信道模型,是接收端接收到的信号；是由于多径效应产生的,不同衰落的衰落系数，对应于时变系统，衰落系数是随时间,变化的,是时间的函数；在时不变系统中，衰落系数为一组,固定的常数。是系统的时延；是频偏；是信道中,的噪声；,L,是信道中的路径数目；,A,是整体信道对信号幅度的,增益。,与多径信道等效的,FIR,滤波器,卫星通信的链路特性,1.,频率选择性失真：,由信道相干带宽和发送信号带宽之差,引起的不同频率下的增益和相位变化；,通过 来分析。,2.,衰落失真：,由信道的时变引起的，主要是多普勒,频移。,噪声与干扰,P39,系统热噪声,1,、等效噪声温度,噪声功率谱密度：,输出噪声功率：,其中：,宇宙噪声,外部环境干扰,其他干扰,2,、有耗无源网络的等效噪声温度,3,、级联网络的等效噪声温度,星地链路损耗,1,、自由空间传播损耗：,馈线（波导）损耗,P40,L,F,：,馈线损耗，,dB,；,T,0,：,环境温度；,k,：,波耳兹曼常数；,B,：,带宽；,级联,网络的噪声,N,级网络的级联总噪声,星地链路损耗,2,、链路附加损耗：,大气吸收损耗；,雨衰；,大气折射干扰；,电离层的闪烁与多径；,卫星通信全链路质量,一、链路预算分析：,发射机,信道,接收天线,发射天线,接收机,馈线损耗,馈线损耗,信噪比的预算,接收系统的等效噪声温度,卫星通信全链路传输质量,链路预算的案例,一、上行链路的载波噪声温度比；,二、下行链路的载波噪声温度比；,5.GPS,系统,5.1 GPS,的发展；,5.2 GPS,系统结构；,5.3 GPS,定位的基本原理；,5.4 GPS,信号结构和接收机基本工作原理；,5.5 GPS,功能模块的应用案例。,5.1 GPS,的发展历史,一、早期的卫星三角测量技术；,已知,A,B,两点的坐标位置，通过在三点的卫星,摄影图片，利用立体几何的简单原理对,C,点的坐标,作出估计。,5,米的点位精度。,二、基于多普勒定位的,NNSS,（,海军卫星导航系统）；,利用开普勒效应测量地面观测站与卫星的距离,或距离差，得到观测点的坐标。,5.1,GPS,的发展历史,1958,年,12,月开始，,U.S.,和,Hopkins,大学研制。,到,1961,年,11,月，先后发射了,6,颗用于试验的“子,午卫星（极轨道卫星）”。卫星高度,950,1200km,，,每隔,2,小时可观测到一次。它由三部分组成：子,午卫星、地面跟踪网和用户接收机。,地面跟踪网：跟踪站、计算中心、注入站、,海军天文台和控制中心。它们的任务是测定各,卫星的轨道参数，并定时将这些数据和时间信,号注入到相应的各颗卫星上，以便卫星可以按,时向地面播发。,5.1,GPS,的发展历史,用户接收机,：用来接受卫星发射的信号、测量多,普勒频移、解译轨道参数和计算接收机三维地心,坐标。,1967,年,7,月，美国政府将解密的子午卫星部分,电文给予民用。,70s,中期，我国引进该系统接收机，,并进行了几次大规模 的多普勒定位项目：联合测,设的全国卫星多普勒大地网、西北地区卫星多普勒,定位网、全国陆地海洋卫星定位网、南极长城测量,等。点精度可达到分米级。,缺陷是：无法真正实现实时性。,5.1,GPS,的发展历史,三、,GPS,系统：,特点：高精度、全天候、高效率、多功能、,易操作、应用广等。,成为当今世界上最实用，也,是应用最广泛的全球精密导航、指挥和调度系统。,利用卫星星历和载波信号传播时间差测距，,并通过坐标转换算法（,WGS-84,大地坐标系,地,面网坐标,）。,1973,年,12,月美国国防部立项，投资,200,亿美,元，于,1989,年完成实验系统测试并正式投入运营，,5.1,GPS,的发展历史,1994,年建成完整的,GPS,系统，国防部于,1996,年,12,月,31,日停止了之前提供全球定位、导航和测量用的,NNSS,系统，正式进入,GPS,时代。,另外，有前苏联研制开发成功了,GLONASS,系统,（,Global Navigation Satellite System,），,欧洲空间局,正在发展以民用为主的,NAVSAT,系统。,5.1 GPS,的,发展历史,GPS,提供的主要业务：,海陆空运动目标的导航、监控、管理、报警,和救援；,大地测量、工程测量、变形检测、地籍测量、,航空摄影测量和海洋测绘；,森林火灾定位、提供精密标准时间、物理探,矿及检测地壳运动等。,5.2 GPS,的系统结构,空间星座部分：包括,GPS,工作卫星和备用,卫星；,地面监控部分：控制整个系统和时间，负,责轨道检测和预报；,用户设备部分：各种兼容的接收机。,一、空间星座部分,21,颗工作卫星和,3,颗备用卫星均匀分布在,6,个轨道,面上；,迄今为止，设计了三代卫星：,Block1,、,Block2,和,Block3,；,功能：,1,、向广大用户连续发送定位信息；,2,、接受和存储地面站发来的卫星导航电文等信息；,3,、接受地面监控站的控制；,4,、通过星载的高精度“铷”钟和“铯”钟，提供精密,的时间标准。,二、地面站,1,、主控站：,1,个,设在美国本土的科罗拉多州斯本斯，主要用来,产生参数和控制卫星等；,2,、检测站：,5,个,数据自动采集中心，分布在美国本土和三大洋,的美军军事基地；,3,、注入站：,3,个,将主控站的导航电文注入到相应卫星的存储器。,三、用户端设备,包含各种兼容,GPS,系统的不同公司的产品；,设备由,GPS,接收机及其天线、,CPU,、,电源,和终端设备等部分构成；,目前主要有徕卡（,Leica,）,公司、天宝（,Trimble,）,公司、阿士杰（,Ashtech,）,公司、,Koden,、,Garmin,。,5.3 GPS,基本工作原理,通过接受（只需接受无需发送）来自至少,4,颗工作卫星的导航电文，利用其中的,时间信号,（或者载波相位偏移）计算接收点与卫星的距离，,在得到,卫星星历,的情况下接收点的位置（纬度、,经度和高度）就可以精确地确定。卫星作为测量,位置标记并利用一个时间标记，通过三角关系来,确定纬度、经度和高度（基于,WGS-84,大地坐标,系），然后转换为各个国家大地坐标系，然后根,据不同的业务进行信息处理。,5.3 GPS,基本工作原理,卫星星历,每一颗卫星都会广播其星历表，该星历表,包含用来计算其轨道位置的轨道要素，由地面,控制站不断地更新和修正。,时间系统,1,、作为原子级时间基准；,2,、利用时间计算传输延迟。,载波相位偏移,即多普勒频移,5.3.,不同的定位方式,一、单点定位和相对定位；,单点定位采用延迟时间定位方式。,相对定位（差分定位），还可以使用载波,相位观测定位方式。,二、动态定位和静态定位；,三、精准定位服务（,PPS,）,和标准定位服务（,SPS,）,5.3,美方的,SA,政策,SA,：,Selective Availability,，,选择可用性认为的,施加误差以降低,GPS,卫星的星历精度和星载时,钟频率精度，以限制民用和他国利用,GPS,进行,实时（或快速）和较高精度的定位。在,SA,信号,的影响下，,SPS,的单点定位精度从,20,30m,降到,100m,（,水平）和,150m,（,垂直）,削弱,SA,的策略：,1,、建立独立的,GPS,卫星测轨系统；,2,、开发多系统兼容的接收机；,3,、发展差分定位技术；,4,、开展传输工程技术的研究。,日本区域性导航卫星系统计划,日本科学与技术厅于,1996,年提出建立一个区域性,导航卫星系统，拟通过在通信卫星上搭载导航载荷来,实现，其星座由,1,颗地球静止轨道卫星和,3,颗或,8,颗低轨,道卫星组成。这一建议虽因美国的反对而搁浅，但日,本并未彻底放弃原来的打算。日本科学与技术厅于,1997,年,3,月要求日本宇宙开发事业团用,7,年时间开发导,航卫星的关键技术，如研制星载高精度氢原子钟和精密,定轨技术、卫星轨道保持技术等。日本计划在,1999,年,以后发射“多功能运输卫星”,(MTSAT),。,该卫星服务于国,际民航组织提出的通信导航监视空中交通管理系统，,并建立基于,MTSAT,卫星的,GPS,增强系统，包括增发,GPS,格,式的测距信号。,中国民间卫星导航应用的情况,按照美国的经验，开展导航军事应用的同时开发,民间应用，可广泛带动导航产品市场。美国政府部门,在,2000,年,5,月宣称，其,GPS,设备全球范围有用户,400,万以,上，有关,GPS,商品和服务的应用市场在今后,3,年内将翻,一番，即由,80,亿上升至,160,亿美元以上。欧洲导航市场,估计在,2025,年间用户设备收益为,880,亿欧元，服务收益,为,1120,亿欧元，由,伽利略,引起的欧洲设备工业出口为,700,亿欧元，总和为,2700,亿欧元。其中新兴的最有希望,的道路交通应用占,77,，海运占,1,，民航和铁路各占,不到,1,，其他如精细农业、海上勘探、大地测量和精,密时间同步等占,21,。伽利略计划投资为,35,亿欧元，,中国民间卫星导航应用的情况,预计,2005,2025,年间（相当于两代伽利略卫星）民,用经济效益为,900,亿欧元，返回政府的直接与间接税,收是,450,亿欧元，提供,10,万个高新技术就业机会。,中国民用卫星导航市场广阔，潜在经济效益巨,大，是今后可持续发展的重要因素。在本国自主卫,星导航系统正式运行以前，中国民用卫星导航目前,主要集中于对,GPS,的应用,.,中国自主研制的第一代卫星导航定位系统,2000,年,10,月,31,日和,12,月,21,日中国相继成功发射,第一颗和第二颗导航定位试验卫星。报道称中国将,自行建立第一代卫星导航定位系统,北斗星导航系统,。,5.4 GPS,的信号结构,GPS,卫星信号包括：,载波、,测距码,和,数据码,测距码包括：,C/A,码（粗捕获码）和,P,码（精密测距码）,时钟基本频率为：,10.23MHz,。,调制方式为：,BPSK,（,0,度的幅值为,1,，代表逻辑“,1”,，,180,度代表逻辑“,0”,）,测距码的产生,基本频率,10.23MHz,L1,1575.42MHz,L2,1227.6MHz,C/A,码,1.023MHz,P,码,10.23MHz,P,码,10.23MHz,无,测距码的产生,L1,载波,C/A,码,电文,P,码,L2,载波,90,度相移,模,2,加,混频,C/A,码和,P,码的产生,两种码字都由最长线性一位寄存器码序列,（,m,序列）产生的复合码。,m,序列：由多级反馈移位寄存器电路产生。,编码电路范例如下图：,异或运算,噪声通信理论,M,序列,统计特性是（每个周期内）：,1,、“,0”,、“,1”,出现的次数基本相等（只相差一次）；,2,、长度为,n,的游程出现的次数比长度为,n+1,的,游程出现的次数多一倍；,相关特性：具有非常好的相关特性。,互相关函数的定义：,自相关函数的定义：,M,序列的自相关特性,一个周期,R,m,GPS,卫星的数据码（导航电文）,导航电文是用户来定位和导航的数据基础。,主要包括：卫星星历、时钟改正、电离层时延改正、工作状态信息以及由,C/A,码捕获,P,码的信息。,1,2,3,4,5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,6 sec,0.6 sec,1,个,主帧,1,个子帧,1,个,字码,0.02 sec,子帧,4,、,5,含,25,页,30 sec,数据码结构,遥测码（,TLW,，,Telemetry Word,）,转换码（,HOW,，,Hand Over Word,）,1,、,第一数据块（第,1,帧）：标示码、时延差,改正，星期序号，卫星的健康状况，数据,龄期，卫星时钟改正系数；,2,、第二数据块（第,2,、,3,帧）：开普勒六参数，,轨道摄动九参数，时间两参数；,3,、第三数据块（第,4,、,5,帧）：包括所有系统,内的卫星的历书数据。,接收机分类,1,、按用途分类：,导航型接收机：车载型、航海型和航空型；,测地型接收机：,授时型接收机：,2,、按接收机的载波频率分类：,单频接收机；,双频接收机；,接收机分类,3,、按接收机通道数分类：,多通道接收机；,序贯通道接收机；,多路复用通道接收机；,4,、按接收机工作原理：,码相关型接收机；,平方型接收机；,混合型接收机；,干涉型接收机；,接收机的组成,一、接收机的天线单元：,包括天线和前置放大器；,天线类型：单板天线、四螺旋形天线、微带,天线、锥形天线。,二、接收机主机：,1,、变频器,2,、信号通道,3,、存储器,4,、微处理器,5,、显示器和控制部分,5.4,接收机定位工作原理,GPS,单点定位结果参考于,WGS-84,坐标系，电,子地图的制作一般是以原始的地形图或地籍图为基,础，通过数字化来实现的。为了与电子地图的当地,坐标系或高斯坐标相一致，将目标位置显示在屏幕,上，还需进行坐标转换。,大地坐标 到平面坐标 的直接转,换公式为：,在以上所建立的两种坐标系间的直接转换关系式中没有考虑高程，当地图上不同区域的高程发生变化时，利用这样的直接转换必然会产生投影误差，由此而得的转换结果也会存在一定的误差，所以这种转换公式只适用于城市或者平原丘陵地区,，,这时计算得的平面坐标与实际的平面坐标误差很小，对于实现系统的功能并无大碍。,GPS,接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距,离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故,称为伪距。对,C/A,码测得的伪距称为,C/A,码伪距，精度约为,20,米左右，对,P,码测得的伪距称为,P,码伪距，精度约为,2,米,左右。,接收机定位工作原理,GPS,应用实例,基于嵌入式系统的便携式,GPS,跟踪系统的设计,摘要：,随着嵌入式系统的发展，,GPS,、,电子地图,同便携式设备相结合的技术具有广阔的应用前景，,本系统将,GPS,接收板与,JingWei,，,充分利用,JingWei,板,资源，实现了全球定位系统与电子地图相结合的,目标定位跟踪，它可以对静态目标定位和动态目标,追踪、显示追踪路径，并能将当前目标所在位置的,经纬度数据根据,POCSAG,协议进行编码，通过发送,模块实时发送出去，供监控设备接收。,关键词：,JingWei;GPS,；,电子地图；定位跟踪；,1.,设计目标,接收功能；,定向功能；,地图显示及操作功能；,跟踪功能；,发送功能；,2.,设计方案,2.,设计方案,本,设计方案考虑到,GPS,和电子地图的实时性，,JingWei,板的高性能，将,GPS,和电子地图结合在,一起，完成目标的跟踪功能。,2.1,硬件结构,GPS25-LVS,接收板,JingWei,嵌入式系统,发射机,2.2,软件流程,2.3,系统界面,3.,系统的实现,3.1,电子地图,3.2 GPS,与嵌入式系统的数据交换,目前许多,GPS,厂商遵循,NMEA0183,协议对,PDA,掌上电脑开发了多种导航型,GPS,接收机。这些接收,机提供了串行通信接口，串行通信的参数为：,波特率,4,800bps,，,8,位数据位，,1,位停止位，无,奇偶校验。,GPS,接收机与掌上电脑通信时，通过串,口每秒钟发送,1,组数据，包括大约,10,条语句。通信过,程为：,打开串口,配置串口,设置串口超时,读写串口,关闭,3.3,跟踪的基本原理,本系统通过,GPS,接收机得到目标,(,携带,GPS,的目,标,),当前的经纬度信息，经过坐标转换得到目标在电,子地图上的坐标，并且在地图上将相应的位置显示,标记，使观测者能够清楚地知道目标的当前位置。,从,GPS,接收机不断地得到目标的当前位置，并不断,地刷新其在地图上的标记，这样就能够清楚地观察,到目标经过的路径，从而实现跟踪目标的功能。,运用不同的方法，有不同的跟踪的方式。在本,系统中可以实现两种跟踪方式。,3.3.1,图板跟踪,1),显示点。,(,对应于,Trace,菜单,),在,PDA,的屏幕上显示电,子地图，,EVC,的函数可以实现地图的放大、缩小和平,移。因为屏幕无法以,1,：,1,的比例显示全幅地图，故接,收到当前目标的大地坐标值后，根据定位过程中解算,的系数转换为平面坐标，还不能直接显示在屏幕上，,需要进一步转换得到屏幕坐标。我们可以设一个,POINT,值，保存当前屏幕中心点的平面坐标值，根据,目标点和屏幕中心点在地图上的相对位置以及当前的,显示比例计算得到两点在屏幕上的相对位置关系，从,而显示目标的位置。当移动目标运动出屏幕所显示的,区域，屏幕所显示区域将根据目标的平面,坐标,(,xT,，,yT,),的变化趋势产生一定的平移，而,当移动目标的位置与屏幕所显示区域相距甚远时，屏,幕所显示区域将以目标的位置为新的中心点,(,目标处于,屏幕边缘时除外,),而选取新的区域。,2),显示路径。,(,对应于,Rou,比菜单,),显示行经路线时，,首先在全幅地图上画出全部路线，然后可以选定一,个点放大其周围的区域，放大的图形还可以进行平移，,由此查看更清楚的路 线或在某一区域内的路线。,3),保存路径,。,(,对应于,SaVe,菜单,),可以将用户走过的路,径上点的坐标以文件的形式保存起来。,4),打开保存文件。,(,对应于,0pen,菜单,),可以打开原来保,存的路径信息。,5),显示当前点的地理信息。,3.3.2,无线跟踪,无线跟踪，就是当监控系统和被跟踪的目标处于,不同的地理位置时，监控系统无法直接 获取目标的,信息，必须使被跟踪的目标将其当前的位置信息通过,某种远程的“无线”的方式实时发送给监控系统，供其,接收处理，动态显示在电子地图上。,6.VSAT,系统,VSAT,的主要应用：电话业务、数据业务,6.1.1 VSAT,网络结构；,1,）星型网络,2,）,交互式网状网,6.1.2 VSAT,地面设备,1,）主站；,2,）小站；,6.2,VSAT,数据网,1.,网络结构；,底层：,OSI,下三层（物理层、数据链路层、网 络层）,MAC,层：传输管理，包括业务申请的分配和 管理、消息管理,高层：应用层,VSAT,数据网,2.,数据业务类型：,短信、电子邮件和大的数据包。,3.,多址技术；,不同的业务选择不同的多址方式,ALOHA,小数据量的短信业务；,DAMA/TDMA,电子邮件业务；,TDMA,大数据量的业务,6.3 VSAT,电话网,VSAT,电话网的特点；,网络结构；,网状结构以保证实时性,3.,按需分配多址技术（,DAMA,）,图,6-7,