本书对卫星技术的应用进行了全面的综述，包括遥感、气象预测、军事、导航、科学应用，还包括卫星对水下通信、卫星蜂窝电话、以及INMARSAT 的全球Xpress 系统。本书共7章，前6章根据卫星应用设计的不同，将卫星宽泛地划分为通信卫星、导航卫星、气象预测卫星、地球观测卫星、科学卫星和军用卫星，重点讨论各种卫星技术应用的基本原理、应用可能性、当前的状况以及未来的趋势。*后1章讨论了卫星技术与应用的新趋势主要包含一些非常规的但却与未来太空有关的主题。
本书对于卫星领域的初学者是一本很好的入门参考书，也可以作为专业技术人员和科研人员的一本参考书。这种跨学科的内容覆盖使得本书成为专业技术人员、研究开发人员以及研究生的必备的参考书。
本书是一本有关卫星技术及其应用的简明但却内容丰富的参考书，在本书中覆盖了卫星的通信应用和非通信应用。本书英文版为第3版，是对第2版的全面更新和扩充，对第2版的所有章节都进行了更新，还增加了两章新的内容，即卫星网络概念和卫星技术新趋势。在其他章节还增加了一些新的主题，使得本书内容更加全面和新颖，覆盖了卫星通信领域所有正在发展的技术和趋势。
目前，卫星一词使用非常普及。不管我们的教育和专业背景，对所有人来说，对卫星一词都很熟悉。它不再是某些国家的特权，也不再是局限在大型研究机构的研究和讨论主题。目前，卫星技术不仅仅是一门在本科和研究生水平讲授的主课，它已经成为供职于研究院、科学技术组织和工业界的大多数电子、通信及其相关专业人员的家常便饭。市场上卫星技术及其应用的书籍一般只讨论与通信相关的卫星应用，偶尔讨论其他重要的应用，如遥感、气象预测、科学应用、导航和军事应用，以及其他与空间科学及技术相关的主题。此外，有关空间的百科全书一般主要讨论卫星飞行任务及其应用，而讨论技术方面的信息并不多。《卫星技术 原理与应用》（第3版）是一本有关卫星技术及其应用的简明但却内容丰富的参考书，在本书中覆盖了卫星的通信应用和非通信应用。本书第3版是对第2版的全面更新和扩充，对第2版的所有章节都进行了更新，还增加了两章新的内容，即卫星网络概念和卫星技术新趋势。在其他章节还增加了一些新的主题，使得本书内容更加全面和新颖，覆盖了卫星通信领域所有正在发展的技术和趋势。本书期望的读者包括大学生和研究生，以及电子、通信和信息技术领域的专业技术人员，为他们提供有关卫星通信技术及其应用的一本紧凑的但是内容丰富的参考书。本书从逻辑上划分为两大部分，即卫星技术原理篇（第1章到第9章），以及卫星应用篇（第10章到第16章）。作为绪论的第1章简单介绍了卫星技术的历史发展、各种类型的卫星任务以及卫星技术的应用领域。第1章新增加的内容是详细讨论了小型和微型卫星，包括小型、微型、纳、微微和毫微微卫星。接下来的两章主要讨论轨道动力学及其相关主题。有关卫星及卫星运载火箭的轨道和轨迹的研究，是卫星技术最基本的主题，也许还是最重要的主题。之所以重要，是因为通过轨道和轨迹有助于深入了解卫星通信这项奇妙技术的工作原理。轨道动力学给我们研究以下的问题提供了坚实的基础，如轨道的类型及其对特定应用的适用性、轨道稳定性、轨道校正与站点保持、发射要求和各种不同轨道的典型发射轨迹、地球覆盖范围等。这两章提供了所需的数学知识和设计实例。第3章新增了有关主要的运载火箭及国际空间站的特色和设备的详细讨论，这也是本书的另一个特色之处。
在讨论了卫星工作原理、卫星轨道动力学、发射程序以及各种在轨运行的基本问题之后，第4章的重点是卫星的硬件，而不管它们的应用目的。这一章讨论了一颗典型卫星的各个子系统、各子系统执行的主要功能，并简要讨论了各子系统运行中的考虑因素。
在前4章简介了卫星的发展历史、卫星轨道动力学和硬件之后，在其后的3章中，讨论的重点转移到了通信卫星。第5章讨论的主题主要包括通信基本原理，重点是卫星通信。第6章讨论了多址接入技术。第7章的重点是卫星链路设计相关的话题。第5章新增了新涌现的数字调制技术，而第7章新增了对多点波束技术的简要描述。
第8章讨论了地球站设计，论述了用在各种不同应用的各式各样的地球站、地球站结构和设计考虑、地球站关键性能参数、地球站测试以及一些典型的地球站。通信卫星的数量占在轨运行卫星的总数超过80%，这是卫星开发最广泛的应用之一。在本书中简要讨论了一些主要的地球站设备。
本书新增的内容是有关卫星网络的概念（第9章）。这一章全面讨论了各种网络的概念，包括网络的特征、服务应用，网络拓扑结构、技术和协议，也简要讨论了网络互联的问题。
本书的第10章至第15章是有关卫星应用。根据设计的应用不同，卫星可以宽泛地划分为通信卫星、导航卫星、气象预测卫星、地球观测卫星、科学卫星和军用卫星。我们打算重点讨论卫星应用这个急剧增长的领域。讨论的重点是各种应用的基本原理、应用可能性、当前的状况以及未来的趋势。
卫星应用篇的第10章覆盖了与卫星通信相关的所有内容，主要包括卫星电话、卫星无线电广播、卫星电视以及数据广播服务。也深入讨论了国际通信卫星一些主要的任务。通信卫星未来的发展趋势也在这一章结尾处重点讨论了。本书第3版新增了有关数字视频广播及其各种变化方案的简要讨论，也更新了通信卫星发射相关的全部内容。
遥感技术是通过对远程获得的数据进行分析来获得被观测对象特性的相关信息。卫星在遥感中发挥着重要的作用。第11章讨论了与遥感卫星有关的各种主题，包括遥感卫星工作原理、星上载荷及其图像获取、采用各种数字图像处理技术对这些图像进行处理和分析，然后对这些图像进行解析，根据不同应用研究地球的各种特性。在这一章最后还介绍了用于此目的的一些主要的遥感卫星系统，以及该领域的近期发展趋势。本章新增了有关印度的遥感系统的内容，也更新了遥感卫星相关的全部内容。
使用卫星对特定现象进行气象预测和预报也是不可或缺的。大众传媒对公众进行短期天气预报的需求持续不断，对热带气旋的可靠预报能够允许船只重新规划航行路线，并对飓风通过的区域采取预防性行动措施。气象情报对于军事行动（如侦察飞行任务）的实施也具有相当重要的意义。第12章中深入讨论了与气象卫星的发展、运行和使用有关的各种问题。在这一章的结尾处也讨论了一些主要的气象卫星任务。与前面几章有关卫星应用类似，这一章也包含了许多实例性的照片，并更新了气象卫星相关的全部内容。
导航是在任何给定时间确定对象位置的一种技术。基于卫星的导航系统是导航领域的重大突破，对导航的基本概念和应用可能性产生了革命性的变革。这些导航系统已经从一开始相对来说简单的作为辅助的技术，发展成为今天在经济、科学、民用和军用等各种领域中应用的关键技术。第13章简要讨论了基于卫星的导航系统的发展，概要性地描述了GPS 和GLONASS导航系统的工作原理及其功能和应用。本章也讨论了GALILEO导航系统及其发展趋势。本书也讨论了前几版没有覆盖的基于卫星的导航系统，包括EGNOS、北斗和印度的卫星导航系统。第13章也引入了混合导航系统的内容。
使用卫星进行科学研究可以摆脱以下这些束缚：地球大气层对宇宙射线的衰减和屏蔽、地球重力对测量的影响、基于地球的观测很难开展原地的研究。此外，基于空间的科学研究本质上就是全球性的，可以帮助我们从全球的角度来理解不同的现象。第14章集中讨论了卫星的科学应用，包括这些卫星对地球科学、太阳物理学、天文学和天文物理学的贡献。
无论是战争时期还是和平时期，现代的军用系统都在很大程度上依赖卫星的应用。许多军用卫星所发挥的作用与民用卫星类似，主要包括远程通信服务、气象预测、导航和地球观测应用。尽管某些卫星的设计是专门为军事目的的，但是许多现代的卫星系统都是军民两用的。第15章中专门讨论了与军用卫星的发展、应用可能性有关的各种问题。这一章一开始综述了军用卫星，然后根据设计应用描述了各种形式的军用卫星，还详细讨论了空间武器。
本书新增的另一内容是第16章。这一章主要讨论了一些非常规的但却与未来太空有关的主题，例如太空系绳、太空升降机、浮空器等。这一章也包含了对毫米波通信卫星和新兴的太空站观念的讨论。由于以上这些主题不能包含在前面的任何章节中，所以将这些内容放在新的一章中是有必要的。
作为额外资源，本书的配套网站www.wiley.com/go/maini提供了卫星及卫星运载火箭的特点和设备的详细全面的综述，包括过去、现状和未来计划的各种卫星任务，还提供了本书中一些图片的彩色版本。
撰写本书的目的以及选择本书覆盖的主题，是希望弥补在其他相关图书中不能覆盖卫星技术及其应用的各个重要方面。尽管有关空间的百科全书也提供了各国针对不同应用而发射的各种卫星的详细信息和技术数据，但是其中几乎没有包括卫星技术的原理。市面上也有大量有关卫星通信的图书，主要讨论与通信应用相关的卫星技术。本书可能的读者对象主要是电子、通信和信息技术领域的专业技术人员，本书作者试图为他们提供简明的但覆盖广泛、内容新颖的一本参考书，既讨论卫星技术，又讨论卫星应用相关的各个方面。
阿尼尔K迈尼（Anil K. Maini），男，印度人，就职于印度国防部国防研究与开发署激光科学与技术中心。
刘家康，1964年出生，1991年博士毕业于北京理工大学。现任北京理工大学信息与电子学院通信工程、电子科学与技术国际化两个本科专业责任教授，国际电子电气工程师协会(IEEE)会员，中国电子学会高级会员，中国电子教育学会高等教育分会常务理事。多年来一直从事本科生和研究生的教学工作，所讲授的本科生《现代通信系统》（双语）课程荣获2009年度教育部双语教学示范课程。在通信网和语音信号处理方面有专长，翻译出版专著两本
第10章 通信卫星 001
10.1 通信卫星简介 001
10.2 卫星通信的相关应用 001
10.3 频段 003
10.4 有效载荷 003
10.5 卫星与地面网络 005
10.6 卫星电话 007
10.7 卫星电视 010
10.8 卫星广播 019
10.9 卫星数据通信服务 019
10.9.1 卫星数据广播 019
10.9.2 甚小口径终端（VSAT） 020
10.10 重要任务 023
10.11 未来发展趋势 036
参考文献 038
互联网网址 039
术语表 040
第11章 遥感卫星 043
11.1 遥感概述 043
11.2 卫星遥感系统分类 044
11.3 遥感卫星轨道 047
11.4 遥感卫星有效载荷 048
11.5 无源传感器 051
11.6 有源传感器 054
11.7 图像的类型 056
11.8 图像分类 058
11.9 图像解释 059
11.10 遥感卫星的应用 060
11.11 主要遥感飞行任务 068
11.12 未来发展趋势 080
参考文献 081
互联网网址 081
术语表 082
第12章 气象卫星 084
12.1 天气预报概述 084
12.2 天气预报卫星基础 086
12.3 来自气象预报卫星的图像 087
12.4 天气预报卫星轨道 091
12.5 天气预报卫星有效载荷 092
12.6 图像处理与分析 095
12.7 天气预报卫星应用 096
12.8 天气预报卫星的主要任务 100
12.9 天气预报卫星系统的未来 110
参考文献 111
互联网网址 111
术语表 111
第13章 导航卫星 113
13.1 卫星导航系统的发展 113
13.2 GPS 118
13.3 GPS的工作原理 120
13.4 GPS定位服务和定位模式 124
13.5 GPS误差源 126
13.6 GLONASS 128
13.7 GPS-GLONASS集成 131
13.8 EGNOS卫星导航系统 132
13.9 伽利略卫星导航系统 133
13.10 印度区域导航卫星系统 135
13.11 北斗卫星导航系统 136
13.12 混合导航系统 136
13.13 卫星导航系统的应用 137
13.14 卫星导航系统的未来 141
参考文献 142
互联网网址 142
术语表 143
第14章 科学卫星 145
14.1 基于卫星与基于地面的科学技术 145
14.2 科学卫星星载的有效载荷 145
14.3 科学卫星的应用地球的研究 150
14.4 地球环境观测 153
14.5 天文观测 160
14.5.1 太阳观测 161
14.6 研究太阳系行星任务 164
14.7 太阳系外的任务 179
14.8 其他研究领域 181
14.9 未来发展趋势 184
参考文献 185
互联网网址 185
术语表 186
第15章 军用卫星 187
15.1 军用卫星概述 187
15.2 军用通信卫星 188
15.3 军用通信卫星系统的发展 189
15.4 军用通信卫星系统使用的频谱 194
15.5 两用军用通信卫星系统 195
15.6 侦察卫星 195
15.7 SIGINT卫星 199
15.8 预警卫星 201
15.9 核爆炸探测卫星 203
15.10 军用气象预报卫星 203
15.11 军用导航卫星 204
15.12 太空武器 204
15.13 战略防御计划 209
15.14 定向能激光武器 213
15.15 先进的理念 222
参考文献 224
互联网网址 224
术语表 224
第16章 新兴趋势 226
16.1 引言 226
16.2 空间系绳 226
16.3 浮空器系统 234
16.4 毫米波卫星通信 236
16.5 空间站 242
参考文献 250
互联网网址 250
术语表 251
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