空天信息工程概論

前言

隨著航空技術(shù)、航天技術(shù)和信息技術(shù)的發(fā)展，空天信息系統(tǒng)成為今天和未來實現(xiàn)信息獲取、傳輸、處理與控制的重要手段和途徑，其功能越來越強大，結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，因此，了解掌握空天信息系統(tǒng)基本理論、系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)成為人們關(guān)注的焦點，紛紛成立相應(yīng)的機構(gòu)，開展相關(guān)的研究工作，實施人才的培養(yǎng)計劃?？仗煨畔⒌墨@取、傳輸、處理與控制是實施空天一體信息應(yīng)用的基本保證，是當(dāng)今人類活動高信息化程度的具體體現(xiàn)。如果按功能來分，空天信息系統(tǒng)可以分為偵察預(yù)警系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)、導(dǎo)航定位系統(tǒng)、信息對抗系統(tǒng)等。如果按空間位置來分，可以分為地面信息系統(tǒng)、航空空間信息系統(tǒng)、臨近空間信息系統(tǒng)、外層空間信息系統(tǒng)等。本書將從功能應(yīng)用角度，對空天信息系統(tǒng)進(jìn)行較為深入的分析和研究。全書共分為8章，重點介紹空天信息系統(tǒng)基本理論、系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)，同時對空天信息系統(tǒng)的最新進(jìn)展與典型應(yīng)用和系統(tǒng)進(jìn)行了分析和介紹。具體章節(jié)內(nèi)容安排如下：第l章以空天信息系統(tǒng)所涉及的主要概念為研究對象，在給出了空間的具體定義基礎(chǔ)上，對相關(guān)飛行器進(jìn)行了歸納和分類。同時利用萬有引力定律，推導(dǎo)了不同的宇宙速度。結(jié)合信息論的基礎(chǔ)知識，探討了信息方面的相關(guān)問題，最后，對各類空天信息系統(tǒng)進(jìn)行簡要介紹。第2章主要針對空天環(huán)境要素進(jìn)行了分析，重點討論了太陽電磁輻射、地球大氣、地球電離層、地球磁場，以及空間帶電粒子輻射的特性，研究了這些因素對空天活動的影響。第3章從空天偵察和預(yù)警需求出發(fā)，針對主要的偵察預(yù)警裝備——雷達(dá)進(jìn)行了講述，同時，針對最常使用的相控陣?yán)走_(dá)、合成孔徑雷達(dá)和超視距雷達(dá)等，從原理和關(guān)鍵技術(shù)角度進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

內(nèi)容概要

　　《空天信息工程概論》全面、系統(tǒng)地介紹了空天信息系統(tǒng)的基本理論、系統(tǒng)組成和關(guān)鍵技術(shù)，重點探討了各種天基和空基信息的獲取、傳輸、處理與控制過程。全書共分為8章，其主要內(nèi)容包括空天信息系統(tǒng)相關(guān)基礎(chǔ)理論研究、空間環(huán)境分析、空天偵察預(yù)警系統(tǒng)、指揮控制系統(tǒng)、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)以及通信對抗技術(shù)等?！　　犊仗煨畔⒐こ谈耪摗穬?nèi)容豐富，概念清晰，語言通俗易懂，敘述深入淺出，既注重對新知識、新體系、新應(yīng)用的介紹，也強調(diào)對歷史沿革、應(yīng)用背景和發(fā)展趨勢的講解。每章都配備有一定數(shù)量的思考題，既便于教師組織教學(xué)，又有利于學(xué)生自學(xué)?！　　犊仗煨畔⒐こ谈耪摗房捎米麟娮蛹靶畔㈩悓I(yè)本科生和研究生的教材，也可供相關(guān)專業(yè)教學(xué)、科研和工程技術(shù)人員閱讀和參考。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 空間的定義1.1.1 大氣空間1.1.2 宇宙空間1.2 空間飛行器1.2.1 航空器1.2.2 航天器1.3 航天飛行的速度要求1.3.1 太陽系1.3.2 宇宙速度1.4 信息論概述1.4.1 信源的描述及分類1.4.2 信息量1.4.3 離散信源的熵1.4.4 信息傳輸速率1.5 空天信息系統(tǒng)1.5.1 空天偵察預(yù)警系統(tǒng)1.5.2 指揮控制系統(tǒng)1.5.3 空天網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)1.5.4 衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)1.5.5 空天信息對抗系統(tǒng)1.6 小結(jié)恩考顥第2章 空間環(huán)境分析2.1 太陽電磁輻射2.1.1 太陽輻射2.1.2 太陽黑子和太陽活動2.1.3 地球大氣外的太陽光譜2.2 地球大氣2.2.1 地球大氣的分層結(jié)構(gòu)2.2.2 太陽活動對地球大氣的影響2.2.3 大氣模式2.3 地球電離層2.3.1 電離層結(jié)構(gòu)2.3.2 電離層參數(shù)與反?，F(xiàn)象2.3.3 電離層對空天活動的影響2.4 地球磁場2.5 空間粒子輻射2.5.1 地球輻射帶2.5.2 太陽宇宙線2.5.3 銀河宇宙線2.6 空間輻射效應(yīng)2.6.1 總劑量效應(yīng)2.6.2 單粒子效應(yīng)2.7 小結(jié)思考題第3章 空天偵察預(yù)警系統(tǒng)3.1 概述3.1.1 雷達(dá)基本概念3.1.2 現(xiàn)代雷達(dá)發(fā)展史上的一些重大事件3.1.3 雷達(dá)的主要性能參數(shù)和技術(shù)參數(shù)3.1.4 雷達(dá)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作用3.2 相控陣?yán)走_(dá)3.2.1 基本原理3.2.2 相控陣?yán)走_(dá)組成及特點3.2.3 相控陣?yán)走_(dá)發(fā)展現(xiàn)狀3.2.4 相控陣?yán)走_(dá)應(yīng)用和未來發(fā)展3.3 合成孔徑雷達(dá)3.3.1 概述3.3.2 成像處理原理3.3.3 合成孔徑雷達(dá)發(fā)展現(xiàn)狀3.4 超視距雷達(dá)3.4.1 概念3.4.2 超視距雷達(dá)分類3.4.3 天波超視距雷達(dá)和地波超視距雷達(dá)3.4.4 超視距雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)3.5 小結(jié)思考題第4章 指揮控制系統(tǒng)4.1 概述4.1.1 指揮控制系統(tǒng)的概念4.1.2 高技術(shù)戰(zhàn)爭對指揮控制系統(tǒng)的要求4.1.3 指揮控制系統(tǒng)的分類4.2 指揮控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)4.2.1 指揮控制系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)4.2.2 指揮所系統(tǒng)組成4.2.3 戰(zhàn)區(qū)聯(lián)合作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)4.2.4 指揮控制系統(tǒng)軟件組成4.3 指揮控制系統(tǒng)的功能和特性4.3.1 指揮控制系統(tǒng)的主要功能4.3.2 指揮控制系統(tǒng)的主要特性4.4 指揮控制系統(tǒng)中的主要技術(shù)4.4.1 信息融合技術(shù)4.4.2 輔助決策支持技術(shù)4.4.3 高速并行處理技術(shù)4.4.4 多媒體處理技術(shù)4.4.5 指揮控制Web技術(shù)4.4.6 仿真模擬技術(shù)4.4.7 互操作技術(shù)4.5 指揮自動化系統(tǒng)與指揮控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢4.5.1 指揮自動化系統(tǒng)的組成與分類4.5.2 指揮自動化系統(tǒng)的主要功能4.5.3 指揮自動化系統(tǒng)的主要戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能4.5.4 指揮控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢4.6 小結(jié)思考題第5章 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈5.1 概述5.1.1 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的作用5.1.2 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的概念5.1.3 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的功能5.1.4 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的特點5.2 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈常見形式5.2.1 常用數(shù)據(jù)鏈5.2.2 寬帶數(shù)據(jù)鏈5.2.3 專用數(shù)據(jù)鏈5.3 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的基本結(jié)構(gòu)5.3.1 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的基本組成5.3.2 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的設(shè)備特性5.3.3 戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)鏈的通信標(biāo)準(zhǔn)……第6章 衛(wèi)星通信系統(tǒng)第7章 衛(wèi)得導(dǎo)航定位系統(tǒng)第8章 通信對抗技術(shù)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章  緒  論空天信息的獲取、傳輸、處理和控制是實施空天一體信息應(yīng)用的基本保證。從空間構(gòu)成來看，空與天是空天信息活動的場所，兩者有所不同，但沒有絕對的界線，可以在不同環(huán)境中進(jìn)行同樣的基本活動，只是平臺和方法不同而已。從參與空天活動的各類信息來看，它們所關(guān)注的內(nèi)容和形式基本一致，只是獲取、傳輸、處理和控制方式不同，進(jìn)而所得到的相關(guān)性能指標(biāo)存在差異，因此，對于空與天的不同信息系統(tǒng)，既要強調(diào)它們內(nèi)涵上的相互聯(lián)系，又不能忽略兩者之間存在的差異。本章在探討分析空間具體定義的基礎(chǔ)上，將對航空和航天飛行器進(jìn)行歸納和分類，并利用萬有引力定律推導(dǎo)三個宇宙速度。結(jié)合信息論的基礎(chǔ)知識，將探討信息的定義和信息速率等基本問題。在上述研究基礎(chǔ)上，對各類空天信息系統(tǒng)進(jìn)行介紹。1.1  空間的定義氣球和飛艇的發(fā)明雖然實現(xiàn)了人們“上天”的愿望，但沒有得到廣泛使用。直到1903年美國萊特兄弟發(fā)明了飛機，才使人類進(jìn)入了航空新時代。。如今，軍用飛機已成為軍隊最重要的武器裝備，而民用飛機則成了人們最便捷的運輸工具。但是，人們并不滿足在大氣層內(nèi)的飛行，而是在小心翼翼地飛往太空。蘇聯(lián)著名的宇航員加加林，1961年4月12日首次乘飛船飛向太空，打開了人類宇宙航行的大門。爾后，人們又登上了月球，用無人駕駛飛船探索更遙遠(yuǎn)的金星、火星、木星、天王星，并繼續(xù)飛向太陽系的邊緣，飛向宇宙的深處。為了區(qū)分人們在不同空間的航行，人們通常把貼近地球的、在大氣層內(nèi)的航行活動叫做航空，或者稱為大氣空間中的活動。同時把太陽系內(nèi)的航行活動叫航天，把到太陽系之外更遠(yuǎn)的空間航行活動叫航宇，而后兩類航行活動合并在一起統(tǒng)稱為宇宙空間的活動。

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《空天信息工程概論》由國防工業(yè)出版社出版。

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