第一章 引论 1
第一节 空间飞行器跟踪与通信的基本概念 1
一、空间飞行器跟踪与通信系统的基本任务 1
二、空间飞行器跟踪与通信系统的组成 2
第二节 空间飞行器跟踪与通信的发展简史 3
第二章 空间电波传播与天线 5
第一节 引言 5
第二节 电波传播的基本公式 5
一、接收信号的功率 6
二、天线增益与波束密度 6
三、通信距离方程 6
四、有效全向辐射功率EIRP 7
第三节 电波传播损耗 7
一、大气损耗 8
二、降雨损耗 10
三、极化误差损耗 13
第四节 系统噪声 17
一、热噪声的定义 17
二、天线及接收机噪声 22
第五节 降雨损耗的测量和预测模型 25
一、降雨损耗的测量 25
二、降雨损耗的预测方法 28
第六节 天线及其系统参数 30
一、辐射方向图、波束宽度和旁瓣 30
二、指向性、增益和孔径效率 32
三、天线方向性的数学模型 36
第七节 天线系统的损耗 41
一、天线的指向误差 42
二、天线指向损耗与极化损耗 43
三、天线馈线损耗 44
第三章 空间飞行器跟踪与测控 47
第一节 无线电跟踪系统概述 47
一、系统介绍 47
二、跟踪技术 49
第二节 跟踪数据的应用 50
一、导航 50
二、射电科学 56
第三节 测量技术 57
一、测量装置 57
二、系统误差控制 61
第四节 测控系统 71
一、空间飞行器的地面保障系统 71
二、空间飞行器测控网 76
三、载人航天地基测控系统 78
第四章 跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS） 80
第一节 TDRSS系统概述 80
一、发展过程及历史背景 80
二、TDRSS的特点 82
第二节 TDRSS总体介绍 85
一、系统总体方案 85
二、TDRSS的测轨能力 87
三、TDRSS的通信能力 89
四、捕获与交接 95
第三节 中继卫星系统 97
一、跟踪和数据中继卫星 97
二、TDRSS地面站 99
三、控制中心 101
第四节 TDRSS通信设备 102
一、引言 102
二、通信分系统 103
三、有效载荷设备 104
四、性能要求 106
第五节 空间飞行器远程通信接口 109
一、用户／载荷 109
二、载荷／空间飞行器／地面通信网 110
三、端－端线路基本结构 111
四、装舱载荷电气接口规范 113
五、分离载荷电气规范和要求 115
第六节 TDRSS远程通信接口 116
一、用户飞行器轨道的覆盖 116
二、频率安排 117
三、用户业务 118
四、前向线路信号 119
五、反向线路信号 121
第五章 空间飞行器通信线路 123
第一节 引言 123
第二节 通信线路的基本构成 125
一、设备定义 125
二、典型通信线路的构成 126
第三节 通信线路设备 130
一、飞行器与载荷之间的线路 130
二、飞行器与地球站之间的线路 132
第四节 空间飞行器通信线路模型 136
第六章 信号的调制与编码 138
第一节 引言 138
第二节 信息的编码和预处理 139
一、信号的脉冲传输 139
二、数字信号的编码 141
三、模拟信号的预处理 144
第三节 载波与副载波调制 145
一、数字调制及其性能 145
二、副载波调制 147
三、载波调制 148
第四节 发射机功率分配 156
一、调相信号功率分配 156
二、PSK和QPSK的功率分配 160
第五节 差错控制编码 161
一、编码类型 161
二、线性分组码 162
三、卷积码的编码与维特比译码 166
四、卷积码的序列译码 172
五、差错控制编码的性能比较 175
第七章 信号的接收与检测 181
第一节 引言 181
第二节 接收机信号噪声谱密度 181
第三节 载波跟踪环 183
一、残留载波跟踪环 183
二、抑制载波跟踪环 191
三、非平衡QPSK载波跟踪环 200
四、PN码扩谱跟踪环 203
第四节 载波和副载波解调 210
一、相干载波解调 210
二、PSK和QPSK副载波解调 215
三、非相干FSK载波和副载波解调 219
第五节 位同步与数据检测 224
一、位同步误差和位同步损耗 224
二、数据检测损耗 232
第八章 空间飞行器通信线路设计 237
第一节 引言 237
第二节 通信线路设计 238
一、接收信号功率与噪声谱密度 238
二、系统性能裕度 239
三、级联线路的考虑 240
第三节 设计控制表 242
一、线路设计方程 242
二、典型的设计控制表 242
第四节 设计容差 245