微波通信塔但是，微波波长很短，只有1毫米至1米。在传输信号的长途旅行中，它既不像长波那样，遇到障碍物时可以迈开“长腿”，翻山越岭；也不像短波那样，可以利用空中的电离层来回反射电磁波，实现远距离通信。微波具有近似光波的特性，像光线一样，传输路线是径直向前的，而且，它的反跳能力极强，一遇到阻挡物，就被反射回来。因此，微波只能在空中传播。大家知道，地球是圆形的，而微波只能视距传播，不能顺着地球的圆弧传播。也就是说，微波的传输距离只能限制在可以互相看得见的两点这样一个范围内。即使将发射天线架设在40米高的山上，微波也被地球的“大肚子”所阻挡，传输距离只有50多千米。
科学家们想到了“接力赛跑”的办法。参加过运动会的同学都很熟悉接力赛跑吧。在竞争激烈的接力赛跑中，小小接力棒在运动员手中传递着，每个人以最快的速度，跑完各自的路程，接力棒被用最快的速度传到终点。为了将信号传送到远方，微波通信也采用了接力赛跑的方式。人们每隔四五十千米，就建立一个微波中继站；一连串的“微波中继站”，就像古代的烽火台一样，每个中继站都有高耸的天线，把上一个中继站的信号接收下来，加以放大，再传送给下一个中继站。就这样，一站接一站地传送下去，实现了远距离的通信。
卫星通信技术
微波通信采用接力的办法，通过建立中继站实现了远距离的通信。但是，这种方式也有很大的缺点。因为地球上有些地方是无法建立中继站的。比如，从我国的北京到美国的纽约，距离有上万千米，中间隔着波涛汹涌的太平洋，如果每隔四五十千米，建立一个中继站，就得在海上建200多个站，这是不可能做到的。
航天飞机发射国际通信卫星1945年，一个名叫克拉克的英国人发表了一篇题为《地球外的中继站》的科学预言论文。在论文中，他提出了一个十分大胆的设想，即人类有可能通过发射人造地球卫星，为地面通信建立设在空间的“中继站”。他说将卫星放到赤道上空约36000千米的同步轨道上。这样，一颗卫星上的中继站所转发的微波，可以覆盖大约1/3的地球表面。如果布放3颗等距离同步卫星，全球卫星通信即可实现。他还预言，在1969年前后，人类将登上月球。
历史完全印证了克拉克的预言。1957年10月4日，苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星。这不仅标志着航天时代的开始，也预示卫星通信时代即将来临。紧接着，美国于1960年8月12日发射了第一颗通信实验卫星——“回声”1号。这是一颗无源卫星，只能反射来自地面的无线电波，而不能放大和转发信号，因而没有多大的实用价值。第一颗有源通信卫星是美国在1962年12月13日发射的“中继”1号。它在次年3月进行的美、日两国电视转播试验中，及时地转播了肯尼迪遇刺的重大新闻，给人们留下了深刻的印象。1965年4月6日，世界上第一颗商用卫星“晨鸟”号发射成功，它标志着一个崭新的卫星通信时代由此开始。
50多年来，卫星通信有许多出色的表现。首先，卫星转播不仅使报道世界重大事件的新闻在瞬息之间传遍全球，而且还使得分散在世界各地的人可以足不出户，通过电视屏幕同观一场球赛，或同时出席一个国际会议。
卫星通信是由一个地面站向卫星发射信号，经过卫星的放大、变频等处理，再转发给另一个地面站。一般来说，经卫星的这一“跳”，最远的通信距离可达13000千米，三“跳”即可绕地球一周。通信卫星居高临下，因而不受任何地形条件的限制，即使是在荒漠、高山、海洋和岛屿等，只要有一个直径零点几米的“甚小地面站”，就可以通信，而且通信的费用与通信距离无关。有人做过计算，从一颗卫星发射出来的微波信号，能够覆盖地球面积的40％，相当于在地面架设300多个微波接力站。在卫星覆盖区内，任意两点或多点，都可以实现卫星通信。卫星通信的容量也大得惊人，一颗通信卫星可以容纳6万多人同时打越洋电话，并可进行许多路电视通信，还可以进行数据、文字、图像和移动通信。
目前，人类在同步轨道上已经发射了100多颗通信卫星，还有1000多颗移动通信卫星在中低轨道运转。这些通信卫星在许多要求远距离、高质量的通信领域大显身手，它们承担了全球近100％的越洋电视转播和30％以上的国际电报电话业务，奥运会电视转播、香港回归盛典以及许多救援通信，都是卫星通信完成的。卫星通信使人们强烈地感受到地球正在缩小，一个“地球村”的概念也由此而产生。另外，由于卫星通信的崛起，在海上救援活动中，古老的以“SOS”为呼救信号的莫尔斯电报已退出历史舞台，海事卫星后来居上，将人类的海上救援活动推向了一个新的水平。在后来的许多战争中，卫星通信也出尽了风头。
知识点模拟信号
模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。模拟信号分布于自然界的各个角落，如每天温度的变化，而数字信号是人为的抽象出来的在时间上不连续的信号。电学上的模拟信号是主要是指幅度和相位都连续的电信号，此信号可以被模拟电路进行各种运算，如放大，相加，相乘等。
全球定位系统
1992年4月，巴勒斯坦民族解放阵线主席阿拉法特的座机在飞行途中突然遭遇沙暴而迫降在撒哈拉大沙漠里。巴解总部获悉此情后立即组织救援，但是使出了浑身解数仍毫无结果。不得已，最后只好求助于美国的GPS。奇迹出现了，仅仅花了十几个小时，借助GPS那神奇的威力，在茫茫沙漠里找到了飞机的准确位置，从而使阿拉法特得以死里逃生。
上面提到的GPS，其全称是GlobalPositioningSystem，中文则翻译为全球定位系统。是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，是美国独霸全球战略的重要组成部分。
GPS主要由3个部分组成：
一、空间部分。GPS的空间部分是由24颗工作卫星组成，它们位于距地表17600千米的高空，并均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角为55°。此外，还有4颗有源备份卫星在轨运行。卫星的分布使得在全球任何地方、任何时间都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图像。这就提供了在时间上连续的全球导航能力。
二、地面控制部分。GPS地面控制部分由一个主控站，5个全球监测站和3个地面控制站组成。监测站均配装有精密的时钟和能够连续测量到所有可见卫星的接受机。监测站将取得的卫星GPS观测数据，包括电离层和气象数据，经过初步处理后，传送到主控站。主控站从各监测站收集跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空时，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。这种注入对每颗GPS卫星每天一次，并在卫星离开注入站作用范围之前进行最后的注入。如果某地面站发生故障，那么在卫星中预存的导航信息还可用一段时间，但导航精度会逐渐降低。
GPS定位导向仪三、用户设备部分。GPS用户设备部分即GPS信号接收机。其主要功能是能够捕获到按一定卫星截止角所选择的待测卫星，并跟踪这些卫星的运行。当接收机捕获到跟踪的卫星信号后，就可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解调出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。接收机硬件和机内软件以及GPS数据的后处理软件包构成完整的GPS用户设备。GPS接收机的结构分为天线单元和接收单元两部分。接收机一般采用机内和机外两种直流电源。设置机内电源的目的在于更换外电源时不中断连续观测。在用机外电源时机内电池自动充电。关机后，机内电池为RAM存储器供电，以防止数据丢失。目前各种类型的接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测使用。
GPS这颗人造星座不仅用于军事目的，而且可供各种民用，如防止空中飞机相撞，帮助农民耕种，协助清除海洋油污，海洋救援、海洋探宝、工程测量、变形监测、地壳运动监测、低轨卫星定轨、航空救援甚至给高尔夫球击球员充当助手等。尤其在车载导航领域里，更有着不可替代的作用。
GPS接收机的首创者查尔斯·特林布尔说，他和同事们开始研制GPS技术时，“我们完全确信这项技术将会改变人们的生活方式”。现在，这种变化正在发生。由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点，作为先进的测量手段和新的生产力，已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
深空通信技术
自从苏联于1957年发射世界上第一颗人造地球卫星，继之美国于1958年发射“探险者”1号卫星以来，宇航事业得到了迅速发展。美、苏等国发射了一系列深空探测器，对太空诸行星进行直接考察，取得了重大的科研成果，对揭开太阳系的奥秘作出了贡献。
在宇宙飞行中，一个占支配地位的，常常是致命的因素就是通信。可以说，没有通信的支持就根本谈不上宇宙飞行。事实上，在宇航史上不乏由于通信系统的故障而使飞行计划遭到失败的例子。例如，苏联深空通信网地球站分布图在1971年5月28日发射的“火星”5号，装在宇航器上部密封舱内的着陆器已成功地在火星表面软着陆，然而在着陆20秒钟后却由于通信中断而使这次任务最后归于失败。
随着宇宙飞行从距离地球几十万千米的人造卫星发展到数亿千米的探测行星的深空探测器，通信的距离也相应延伸。人们把地面和宇航器之间的通信称为深空通信。
人们在深入研究深空通信特点的基础上，通过提高信号功率、降低噪声值和更有效地利用信噪比来提高通信能力。
那么，深空通信具有什么特点呢？
首先，深空通信的最大特点是通信距离远，而且是点对点的通信，即深空通信地面站和宇宙器之间的无中继远距离无线电通信。电波的传播损耗是与距离的平方成正比的。在行星探测器等超远距离飞行的情况下，为了克服巨大的传播损耗，确保在有限发射功率的情况下的可靠通信，必须采用在低信噪比下也能工作的通信方式。
其次，在深空通信中电波主要是在宇宙空间传播，和地面微波通信相比，传播条件是比较好的。
通信中的噪声除了通常的由于地面大气对电波的吸收而形成的等效噪声和热噪声之外，还有宇宙噪声。宇宙噪声是由射电星体、星间物质和太阳等产生的。其频率特性大致是在1吉赫以下时与频率的2.8次方成反比，1吉赫以上时与频率的平方成反比。而大气中氧气和水蒸气对电波的吸收在频率到10吉赫以上时逐渐增大，即增加了等效噪声。这样，总的外来噪声（在1吉赫~10吉赫）比较小，这一频率范围称为“电波窗口”。
第三，深空通信对传输频道的频带限制不严。由于通信距离远、信号功率有限，目前信息与速率的绝对值还低，所以可以充分地使用频带，这就给系统的码型和调制方式的选择带来了很大的灵活性。这一点不同于地面的有线通信和微波传输。
另外，由于宇航器电源供给受到限制，发射功率有限，所以促使人们采用效率高的PCM工作方式。
目前，深空通信采用了先进的调制技术、编码方案，接收机前端采用超低噪声放大器，提高天线面的精度，增大发射机功率。继采用改进编码PCM之后，又引入了链接码，发射机功率达20瓦以上，开始使用X波段，天线直径增大到3.6米。深空通信的距离已经延伸到10Au（天文单位，每Au为1.496×108千米）以上。
深空通信的基本任务有三项，即：遥测、指令和跟踪。
遥测任务主要是从宇航器到地面的信息传输。这些信息通常包括科学数据、工程数据和图像数据。
指令任务是从地面向宇航器传送信息。如命令宇航器完成某种特定动作，改变飞行姿态、路线等。
跟踪任务是为了获得宇航器的位置和速度、无线电传播媒介和太阳系统特性的信息等。
蜂窝式移动通信
广义地说，移动通信是以船舶、汽车、火车、飞机以及行人等移动体为对象的通信，它包括移动体同固定点之间的通信、移动体同移动体之间的通信。
