国之重器出版工程 天基物联网技术

图书标准信息

• 作者 吴巍；张更新
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2021-01
• 版次 1
• ISBN 9787121402746
• 定价 110.00元
• 装帧 平装
• 页数 302页
• 字数 416千字

【内容简介】

本书在物联网概念的基础上介绍了天基物联网的概念、内涵和体系架构，天基物联网的起源及发展，以及与天基物联网相关的卫星、遥感、通信网络、服务、安全防护和运维管理等技术，*后介绍了天基物联网典型系统与应用。本书较全面地论述了天基物联网的相关技术，力求做到概念清楚、实用性强。
  本书是一本专业性和实用性较强的技术读物，可供从事物联网产业规划的政府部门领导和专业人士，从事天基物联网技术和产品研发的科技人员和企业家，以及大专院校相关专业的师生参考。

【作者简介】

吴巍，重庆忠县人，研究员级高级工程师，博士生导师，中国电子科技集团公司首席科学家。现任中国电子科技集团公司第五十四研究所副总工程师、通信网信息传输与分发技术国家级重点实验室主任。长期从事通信网络技术研究和工程实践工作，主持完成了多项国家重点科研与型号研制任务，研究成果获得国家科技进步二等奖1项，省部级一等奖6项、二等奖5项，光华科技基金二等奖，授权发明专利30余项，出版专著4部。

张更新，浙江平湖人，分别于1987、1990、1994年在解放军通信工程学院获学士、硕士和博士学位，2003-2004年为英国伦敦大学玛丽皇后学院访问学者。现为南京邮电大学教授、博士生导师，卫星通信研究所所长，长期从事卫星通信方面的教学和科研工作；出版学术著作5部，发表三大检索论文一百多篇；作为课题负责人主持完成科研项目三十多项，获省部级科技进步一等奖1项、二等奖8项、三等奖3项，授权国家发明专利25项。

【目录】

目录

第 1章  物联网概述1

1.1  物联网的概念与内涵1

1.2  物联网的体系架构3

1.2.1  物联网的感知层4

1.2.2  物联网的网络层5

1.2.3  物联网的应用层5

1.2.4  物联网的安全防护系统5

1.2.5  物联网的运维管理系统6

1.3  物联网技术典型应用举例6

1.3.1  机器互联服务6

1.3.2  大众医疗保健服务8

1.3.3  环境与敏感区域监控服务9

1.3.4  天基航空器监视与管控服务11

1.4  物联网的发展阶段12

1.4.1  支持机器互联服务的阶段12

1.4.2  传感器网络引入与应用阶段13

1.4.3  泛在传感器网络阶段14

第 2章  天基物联网起源及发展18

2.1  天基物联网的概念18

2.1.1  内涵18

2.1.2  特点18

2.2  天基物联网的发展背景19

2.2.1  拓展地面物联网覆盖范围的需求20

2.2.2  卫星通信技术的发展21

2.2.3  天基物联网的提出22

2.3  天基物联网的组成架构与应用场景23

2.3.1  天基物联网的三段式架构23

2.3.2  天基物联网的应用场景25

2.4  天基物联网的发展现状29

2.4.1  国外天基物联网发展现状29

2.4.2  国内天基物联网发展现状34

2.5  天基物联网的应用领域和市场分析35

2.5.1  天基物联网的应用领域35

2.5.2  天基物联网的市场分析36

2.6  天基物联网的业务特征分析38

2.6.1  运输行业应用38

2.6.2  数据单向采集类应用40

第3章  天基物联网卫星技术42

3.1  人造地球卫星的基本概念42

3.1.1  卫星的组成42

3.1.2  卫星平台43

3.1.3  卫星有效载荷50

3.1.4  卫星的发展简史51

3.2  卫星轨道和星座53

3.2.1  卫星轨道的基本概念53

3.2.2  轨道六要素56

3.2.3  卫星轨道的摄动57

3.2.4  卫星轨道的分类和特点58

3.2.5  范 艾伦辐射带和卫星轨道高度窗口62

3.2.6  卫星星座63

3.2.7  星间链路65

3.3  卫星测控67

3.3.1  卫星测控系统概述67

3.3.2  卫星测控技术体制68

3.4  卫星运载和发射69

3.4.1  运载火箭70

3.4.2  卫星发射三要素70

3.4.3  发射飞行程序72

3.4.4  卫星入轨方式74

第4章  天基遥感技术75

4.1  天基遥感概述75

4.1.1  遥感的基本概念75

4.1.2  遥感的发展简史76

4.1.3  天基遥感的分类78

4.1.4  天基遥感的特点79

4.2  天基遥感的物理基础80

4.2.1  电磁波与电磁波频段80

4.2.2  电磁辐射源82

4.3  地物的光谱特性84

4.3.1  地物的反射光谱特性84

4.3.2  地物的发射光谱特性88

4.3.3  地物的透射光谱特性90

4.4  大气和环境对遥感的影响91

4.4.1  大气对太阳辐射的影响91

4.4.2  环境对地物光谱特性的影响91

4.5  卫星遥感传感器93

4.5.1  卫星遥感传感器的一般组成及分类93

4.5.2  卫星遥感传感器的性能指标95

4.5.3  常用的卫星遥感传感器96

第5章  天基通信网络技术105

5.1  天基通信网络的基本概念105

5.1.1  天基通信网络的定义105

5.1.2  天基通信网络的组成106

5.1.3  天基通信网络的工作频段109

5.1.4  天基通信网络的传输链路112

5.1.5  天基通信网络的网络拓扑结构114

5.1.6  天基通信网络的特点118

5.2  典型地面物联网传输技术体制及分析121

5.2.1  窄带物联网（NB-IoT）传输技术体制121

5.2.2  NB-IoT技术体制的不适用性分析128

5.2.3  远距离无线电（LoRa）传输技术体制129

5.2.4  LoRa技术体制的不适用性分析134

5.3  天基物联网通信技术体制135

5.3.1  多址接入与信道分配方式135

5.3.2  信号调制技术与信道编码技术139

5.3.3  复用及双工技术143

5.3.4  星上处理与交换技术145

第6章  天基物联网服务技术149

6.1  天基物联网服务概述149

6.2  天基物联网服务的设计原则与需求分析152

6.2.1  设计原则152

6.2.2  需求分析153

6.3  天基物联网服务平台架构参考模型157

6.3.1  天基物联网服务平台架构核心概念抽象157

6.3.2  天基物联网服务平台架构领域模型158

6.4  天基物联网服务信息模型162

6.4.1  天基物联网服务信息模型描述162

6.4.2  信息的流向及其生命周期167

6.5  天基物联网服务功能模型与实现168

6.5.1  设备及应用功能模块169

6.5.2  通信功能模块170

6.5.3  服务管理功能模块171

6.5.4  虚拟实体功能模块173

6.5.5  服务组织功能模块175

6.5.6  流程管理功能模块176

6.5.7  管理功能模块176

6.5.8  安全功能模块177

第7章  天基物联网安全防护技术179

7.1  天基物联网安全防护需求179

7.1.1  安全防护对象分析179

7.1.2  安全风险分析180

7.1.3  安全防护能力需求183

7.2  天基物联网安全防护系统的实现186

7.2.1  天基物联网安全防护系统的总体架构186

7.2.2  用户终端/传感器安全防护子系统187

7.2.3  网络安全防护子系统188

7.2.4  应用服务安全防护子系统190

7.2.5  安全支撑子系统191

7.2.6  安全监管子系统192

7.3  天基物联网的安全防护关键技术193

7.3.1  实体认证鉴权与身份管理技术193

7.3.2  天基异构网络的安全隔离与互联控制技术203

7.3.3  天基物联网安全威胁识别与预警技术209

7.3.4  天基物联网密码按需服务技术217

7.3.5  天基物联网安全管理技术227

第8章  天基物联网运维管理技术234

8.1  天基物联网的运维管理要求234

8.1.1  基于常规卫星通信网的天基物联网运维管理系统234

8.1.2  基于天基传感器的天基物联网运维管理243

8.1.3  低轨天基物联网运维管理246

8.2  天基物联网网络管理控制分系统250

8.2.1  网络管理控制分系统的组成250

8.2.2  网络管理控制分系统的主要功能251

8.3  天基物联网星座运行控制分系统254

8.3.1  天基传感器物联网的运行控制254

8.3.2  低轨（LEO）天基物联网的运行控制257

第9章  天基物联网典型系统与应用262

9.1  对地观测卫星系统及其应用262

9.1.1  照相成像卫星及其应用263

9.1.2  气象卫星及其应用266

9.2  轨道通信系统及其应用269

9.2.1  Orbcomm系统组成269

9.2.2  Orbcomm系统的通信体制272

9.2.3  Orbcomm系统的工作过程273

9.2.4  Orbcomm系统的应用情况273

9.3  北斗卫星导航系统及其应用274

9.3.1  北斗卫星导航系统简介274

9.3.2  北斗系统在渔船船位监控和指挥管理中的应用278

9.3.3  北斗系统在灾害应急管理中的应用279

9.4  天基广播式自动相关监视系统及其应用281

9.4.1  天基广播式自动相关监视系统概述281

9.4.2  “下一代铱星”ADS-B系统282

9.4.3  “全球星二代”ADS-B系统286

9.5  天基船舶自动识别系统及其应用290

9.5.1  天基船舶自动识别系统概述290

9.5.2 “下一代铱星”AIS系统292

9.5.3  美国海军研究实验室（NRL）目标指示试验（TIE）

星载AIS系统294

9.5.4  挪威AISSat系统294

9.5.5  加拿大ExactEarth公司的天基AIS服务296

参考文献298