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GAO-21-105283，卫星通信
图 1：MUOS 卫星、地面系统、波形和兼容用户终端 5 图 2：陆军士兵使用与移动用户目标系统兼容的便携式终端 6 图 3：移动用户目标系统 (MUOS) 初始 (IOC) 和全面作战能力 (FOC)、终端部署和卫星发射日期的原始和实际能力交付日期 9 图 4。联合能力整合与发展系统流程的要素 23 缩写 AN/ARC 陆军海军机载无线电通信 AN/PRC 陆军海军便携式无线电通信 AOA 替代方案分析 CJCS 参谋长联席会议主席 DMR 数字模块化无线电 DOD 国防部 DOT&E 作战测试与评估主任 FOC 全面作战能力 GHz 千兆赫 HMS 手持、背负和小型化 IOC 初始作战能力 JCIDS 联合能力整合与发展系统 JROC 联合需求监督委员会 JTRS 联合战术无线电系统 MDAP 重大国防采购计划MHz 兆赫 MUOS 移动用户目标系统 SATCOM 卫星通信 UHF 超高频 USASMDC 美国陆军太空与导弹防御司令部
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美国国防部 (DOD) 已投资超过 74 亿美元来开发和生产移动用户目标系统 (MUOS)。MUOS 是国防部最新的超高频（窄带）军用卫星通信系统，旨在为作战人员提供全球语音和数据通信，无论在大多数天气条件下，还是在茂密的树叶和城市地形中。海军设计了 MUOS 系统，该系统由四颗卫星、一颗在轨备用卫星以及一个地面控制和网络管理系统组成。该计划旨在为更多用户提供先进的卫星通信，通信容量至少增加 10 倍，而不是它所取代的系统，称为超高频 (UHF) 后续系统。MUOS 开发活动始于 2004 年，2012 年发射了第一颗卫星，2016 年发射了第五颗也是最后一颗计划中的卫星。
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该子系统使潜艇指挥官能够按预定间隔接收通过卫星传输的消息（“群组广播”）。在群组广播之间，潜艇可以向 BCA 发送消息，包括对队列中保存的消息的请求。岸上终端对收到的消息做出确认响应，并发送所有发往该潜艇的消息。群组广播和查询/响应两种模式允许潜艇主动或被动，具体取决于潜艇指挥官的需求。四颗 FLTSATCOM 卫星上各有一个 25 kHz 宽带信道已分配给 SSIXS。单个 SSIXS 网络最多可以有 120 个潜艇用户。
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随着各个科学领域的技术突破，不同国家的科学家构想出了各种太空通信理念。俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基 (1857-1935) 是第一个将太空旅行作为一门科学进行研究的人，并于 1879 年提出了火箭方程，该方程至今仍用于现代火箭的设计。他还首次对人造卫星进行了理论描述，并指出了地球同步轨道的存在。但他没有发现地球同步轨道的任何实际应用。著名的德国科学家和火箭专家赫尔曼·奥伯特于 1923 年提出，轨道火箭的机组人员可以通过镜子发送信号与地球上的偏远地区进行通信。1928 年，奥地利科学家赫尔曼·诺登认为地球静止轨道可能是载人航天器的理想位置。1937 年，俄罗斯科学家提出，电视图像可以通过从航天器上反射来中继。 1942-1943 年间，乔治·O·史密斯在《惊人的科幻小说》中发表了一系列文章，其中介绍了一颗人造行星——金星等边行星，当太阳阻挡直接通信时，它充当金星和地球站之间的中继站。然而，电子工程师和著名科幻小说作家亚瑟·C·克拉克通常被认为是现代卫星通信概念的创始人。
卫星通信课程大纲
教学大纲 第一单元：通信卫星：轨道和描述：卫星通信简史、卫星频段、卫星系统、应用、轨道周期和速度、轨道倾角的影响、方位角和仰角、覆盖范围和斜距、日食、轨道摄动、卫星在地球静止轨道上的位置。 第二单元：卫星子系统：高度和轨道控制系统、TT&C 子系统、高度控制子系统、电源系统、通信子系统、卫星天线设备。 卫星链路：基本传输理论、系统噪声温度和 G/T 比、基本链路分析、干扰分析、指定 C/N 的卫星链路设计（有和没有频率重用）、链路预算。第三单元：传播效应：介绍、大气吸收、云衰减、对流层和电离层闪烁和低角度衰落、雨致衰减、雨致交叉极化干扰。多址：频分多址 (FDMA)、互调、C/N 计算。时分多址 (TDMA)、帧结构、突发结构、卫星交换 TDMA 机载处理、需求分配多址 (DAMA) – 需求分配类型、特性、CDMA 扩频传输和接收第四单元：地面站技术：发射机、接收机、天线、跟踪系统、地面接口、功率测试方法、低轨道考虑。卫星导航和全球定位系统：无线电和卫星导航、GPS 定位原理、GPS 接收机、GPS C/A 码精度、差分 GPS。 UNIT-V：卫星分组通信：通过 FDMA 传输消息：M/G/1 队列、通过 TDMA 传输消息、纯 ALOHA-卫星分组交换、时隙 Aloha、分组预留、树算法。教科书：
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图 1：MUOS 卫星、地面系统、波形和兼容用户终端 5 图 2：陆军士兵使用与移动用户目标系统兼容的便携式终端 6 图 3：移动用户目标系统 (MUOS) 初始 (IOC) 和全面作战能力 (FOC)、终端部署和卫星发射日期的原始和实际能力交付日期 9 图 4。联合能力整合与发展系统流程的要素 23 缩写 AN/ARC 陆军海军机载无线电通信 AN/PRC 陆军海军便携式无线电通信 AOA 替代方案分析 CJCS 参谋长联席会议主席 DMR 数字模块化无线电 DOD 国防部 DOT&E 作战测试与评估主任 FOC 全面作战能力 GHz 千兆赫 HMS 手持、背负和小型化 IOC 初始作战能力 JCIDS 联合能力整合与发展系统 JROC 联合需求监督委员会 JTRS 联合战术无线电系统 MDAP 重大国防采购计划MHz 兆赫 MUOS 移动用户目标系统 SATCOM 卫星通信 UHF 超高频 USASMDC 美国陆军太空与导弹防御司令部
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图 1：MUOS 卫星、地面系统、波形和兼容用户终端 5 图 2：陆军士兵使用与移动用户目标系统兼容的便携式终端 6 图 3：移动用户目标系统 (MUOS) 初始 (IOC) 和全面作战能力 (FOC)、终端部署和卫星发射日期的原始和实际能力交付日期 9 图 4。联合能力整合与发展系统流程的要素 23 缩写 AN/ARC 陆军海军机载无线电通信 AN/PRC 陆军海军便携式无线电通信 AOA 替代方案分析 CJCS 参谋长联席会议主席 DMR 数字模块化无线电 DOD 国防部 DOT&E 作战测试与评估主任 FOC 全面作战能力 GHz 千兆赫 HMS 手持、背负和小型化 IOC 初始作战能力 JCIDS 联合能力整合与发展系统 JROC 联合需求监督委员会 JTRS 联合战术无线电系统 MDAP 重大国防采购计划MHz 兆赫 MUOS 移动用户目标系统 SATCOM 卫星通信 UHF 超高频 USASMDC 美国陆军太空与导弹防御司令部