航天技術論文
航天技術論文
利用航天技術，可以促進社會生產(chǎn)力的發(fā)展,提高人流、物流和能量流的利用率,增進文化交流和人民間的理解和信任,下面是學習啦小編為大家整理的航天技術論文，希望你們喜歡。
航天技術論文篇一
航天技術與信息現(xiàn)代化
摘要介紹了空間信息高速公路的概念、特征,及其對應用衛(wèi)星的需求,并論述了空間信息高速公路對社會經(jīng)濟發(fā)展的巨大推動作用。
經(jīng)由衛(wèi)星實況轉播這個短語是航天技術取得巨大成就的象征,隨著衛(wèi)星通信廣播事業(yè)的快速發(fā)展,這個短語已逐漸被人們省略,而成為日常生活中普遍公認的傳播方式。衛(wèi)星通信用電波把整個世界既快又準確地聯(lián)系在一起,這種聯(lián)系一旦中斷,經(jīng)濟發(fā)展的速度將會大大放慢。
人類社會正進入信息社會,信息已成為世界上最重要的戰(zhàn)略資源。信息技術是當代最為活躍的生產(chǎn)力。應用信息技術可提高工農(nóng)業(yè)和服務行業(yè)的效益及競爭能力,促進管理和決策的科學化, 推動國民經(jīng)濟各部門逐步轉移到新的技術基礎上來。大力發(fā)展信息產(chǎn)業(yè),加速國民經(jīng)濟信息化,是建立和發(fā)展我國社會主義市場經(jīng)濟,保持國民經(jīng)濟持續(xù)、快速、健康發(fā)展的客觀要求。
在信息社會中,航天技術的作用將變得更巨大,進一步豐富其內(nèi)涵,擴展其外延,最終將徹底改變地球上的面貌。航天技術與計算機的融合,形成了在地球上跨越時間和空間的信息基礎結構,它將逐步進入千家萬戶,從根本上改變?nèi)藗兊纳a(chǎn)、生活和相互交往的方式,并加速人類文明和文化的傳播,增進互相理解和全球意識。因此,加速發(fā)展航天技術,從多方面、高效率地利用航天技術, 特別是充分利用空間信息資源,以促進社會生產(chǎn)力的發(fā)展,提高人流、物流和能量流的利用率,增進文化交流和人民間的理解和信任,已成為當今世界各國的共識。
一、空間信息高速公路
世上本沒有路,路是人走出來的。我國漢朝開辟了經(jīng)西域通往西方的道路,溝通了我國同西方許多國家在經(jīng)濟和文化方面的聯(lián)系,被后人稱之為“絲綢之路”。1855年德國機械工程師卡爾·本茨發(fā)明了世界上第一輛實用的內(nèi)燃機汽車。當他駕駛這輛木制的三輪汽車,在自己的院子里行走撞到墻上的時候,還沒有想到路。7年之后,福特發(fā)明了汽車,并于10年后形成產(chǎn)業(yè)的時候,人們開始把目光盯在汽車的跑道上,于是1913年柏林西南部出現(xiàn)了世界上第一條高速公路。在此后的數(shù)年中,高速公路這種具有魔力的通道,使世界發(fā)生了神奇的變化。
信息高速公路作為信息革命的基礎設施和通向21世紀的神奇通道,已成為世界各國爭奪信息資源,確保競爭優(yōu)勢的籌碼。1993年,在美國政府報告中,對信息高速公路給出了明確的概念:它是一個能夠向用戶提供大量信息,由通信網(wǎng)、計算機、數(shù)據(jù)庫,以及日用電子產(chǎn)品組成的完備網(wǎng)絡。具體地說,就是在全國范圍內(nèi),鋪設新型光纜作為信息流通的干線,通過光纜和多媒體向全國提供教育、科研、衛(wèi)生、商務、金融、文化娛樂等頗為廣泛的服務。
所謂空間信息高速公路,可形象地將它理解為以衛(wèi)星——光纖為主體,再輔之以其它通信手段作為“公路”,并利用集電腦、電話、電報、傳真等為一體的多媒體,使信息能夠高速傳遞并可共享的通信網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡可遍布全國乃至全球。在中國,則將它稱之為國家經(jīng)濟信息化基礎設施, 其內(nèi)涵包括4項要素:網(wǎng)絡與通信、計算機與信息化設備、信息資源與服務、人與信息化環(huán)境。
空間信息高速公路有兩個特征:第一個特征是利用通信衛(wèi)星群和光導纖維網(wǎng)組成混合型全球通信網(wǎng),實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡化和信息雙向交流;另一個特征就是用多媒體技術普及計算機的使用。衛(wèi)星通信和數(shù)字網(wǎng)絡光纜就像高速公路一樣,是促進社會經(jīng)濟發(fā)展的基礎設施。它不僅指地面光纜數(shù)字通信網(wǎng)絡系統(tǒng),而且還包括通信衛(wèi)星、衛(wèi)星定位和導航、環(huán)境和災害監(jiān)測信息系統(tǒng)。此外,還應包含社會、經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫和自然資源數(shù)據(jù)庫系列,以及宏觀調(diào)控、規(guī)劃決策和工程設計服務、知識庫、邏輯推理人工專家系統(tǒng)。這樣就能有效地實現(xiàn)以信息流代替人流、物流與能量流。
在空間信息高速公路中,衛(wèi)星無線電通信頻帶寬,極容易實現(xiàn)雙向高速率的數(shù)據(jù)傳輸和可視電話業(yè)務,并且適用于單向多路的電視節(jié)目傳輸,也非常適合于大型跨國企業(yè)間的業(yè)務聯(lián)系。由于地面信息高速公路的成本昂貴,需要10～15年甚至更長的時間才能建成,是一個無法在短期內(nèi)普及服務的巨額投資項目。對于發(fā)展中國家來說,空間信息高速公路的建設,可彌補通信基礎設施差, 以及區(qū)域性通信空缺的不足。
地面信息高速公路的全球化和用戶的移動化都十分困難,而空間信息高速公路的全球網(wǎng)絡卻很容易實現(xiàn),因此,用它進行全球移動通信,在數(shù)率不特別高的情況下,便能實現(xiàn)諸如可視電話之類的雙向傳輸。
空間信息高速公路,更具有能適應現(xiàn)階段經(jīng)濟發(fā)展中所出現(xiàn)的各地區(qū)差別懸殊的特點。在中國地廣人稀的西部地區(qū),加強衛(wèi)星遠距離教育和電視廣播,對于提高西部地區(qū)的文化素質(zhì),普及科學技術知識,消滅貧困愚昧落后現(xiàn)象無疑有著重大的意義。
因此,空間信息高速公路,一方面利用了光導纖維傳送信息量大、信號幾乎不失真、速度快而且保密性強的特點;另一方面,又利用了通信衛(wèi)星的通信方式極其方便、覆蓋面十分寬廣、特別適合于移動終端和全球個人通信的特點。這兩者組合,形成了優(yōu)勢互補,可以認為是最佳的方案。
二、信息社會對應用衛(wèi)星的需求
1?靜止通信衛(wèi)星網(wǎng)
美國休斯空間通信公司提出了建設全美衛(wèi)星通信網(wǎng)絡的計劃。建設投資6?6億美元,計劃發(fā)射2顆靜止通信衛(wèi)星,從1998年開始以無線形式向美國用戶提供高速雙向數(shù)據(jù)傳輸和可視電話業(yè)務,在美國電信業(yè)務中,率先開發(fā)頻率寬度可根據(jù)用戶需要而變化的傳輸業(yè)務項目。最近又提出, 到2000年,將美國全國性的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡,擴大成全球通信網(wǎng)絡,最終發(fā)展成全球性空間信息高速公路,設計總投資約32億美元,由9顆靜止通信衛(wèi)星組成可覆蓋全球的通信網(wǎng)絡。
2?低軌道衛(wèi)星群移動通信系統(tǒng)
在通信方面除可利用靜止通信衛(wèi)星網(wǎng)以外,還可利用低軌道上位于不同軌道面的多顆衛(wèi)星,來轉發(fā)地面用戶的信號。目前全世界已出現(xiàn)了十幾種較為有名的方案,有些方案正在付諸實施。例如,美國摩托羅拉公司提出的“銥”衛(wèi)星系統(tǒng),由6個極地、近地、近圓軌道面上運行的66顆小型通信衛(wèi)星組成,每個軌道面均勻分布著11顆衛(wèi)星。由于這一衛(wèi)星系統(tǒng)中的衛(wèi)星軌道距地球表面較低,只有400～500公里,所以無線電信號很強,個人手持式無線電話機很容易獲得清晰的信號和語音。“銥”衛(wèi)星系統(tǒng)的地面設備則由系統(tǒng)控制中心,以及分布在世界各用戶國家和地區(qū)的關口站和終端設備等組成。又如,美國呼叫公司與其它有關公司創(chuàng)建的全球無線通信網(wǎng),也稱之為全球通信系統(tǒng)。由于以寬帶傳送,因而能傳送電視及高速數(shù)據(jù)。這一耗資90億美元的龐大通信網(wǎng)絡,將由 840顆低軌道(700公里高度)現(xiàn)代小型通信衛(wèi)星來覆蓋地球95%的地區(qū),它可以雙向傳輸包括電視圖象在內(nèi)的各種信號,以及個人語音通信,具有數(shù)據(jù)、傳真、尋呼和定位功能。該系統(tǒng)的主要特征, 是利用通信衛(wèi)星群和光纖網(wǎng)實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡化和信息雙向交流,并將成為二次信息革命的主要物質(zhì)基礎與保障。
3?大容量激光衛(wèi)星通信
激光與普通光源相比,具有很多特殊的性質(zhì),譬如激光輻射在“時間”上高度集中,很適合用于快速保密通信。激光輻射在“空間”上高度集中,方向性很強,而且具有高增益,因而用于通信可以傳遞得非常之遠。激光輻射在“波長”上高度集中,因此波長分布范圍很窄。激光的相干性、單色性和方向性,使它成為通信的理想載體。在理論上,光的頻段寬度達到10?13～10?15赫,這樣大的帶寬,對每路僅4千赫的電話,可容納100億路之多;對帶寬為10兆赫的彩色電視,也可同時傳輸1000萬套電視節(jié)目而不相互干擾。由此可見,一旦激光衛(wèi)星通信投入實際應用之后,由于其具有容量大和抗干擾性強等特點,不僅能擴大通信容量,緩和通信頻段擁擠的局面,而且可避免洲際通信時的時延現(xiàn)象發(fā)生,是實現(xiàn)空間通信和準確快速、保密性強的軍事衛(wèi)星通信的重要途徑。衛(wèi)星激光通信技術無論是在靜止軌道上的衛(wèi)星,還是低軌道的衛(wèi)星、飛船、航天飛機、空間站,以及深空探測器,都可以利用激光通信技術將它們連接在一起,形成一條無形的光學鏈路,使信息暢通無阻,因而空間信息高速公路成為名符其實的高速公路。
中國重視信息通信技術的發(fā)展,而且已經(jīng)列入國家計劃。面對世界高科技領域的挑戰(zhàn),為加快發(fā)展具有中國特色的信息高速公路,而不失時機地推動信息化,中國以“金字”工程為生長點,與衛(wèi)星通信相結合,逐步形成信息產(chǎn)業(yè)。通過“金字”工程的實施,建立國家數(shù)據(jù)通信基干網(wǎng)和一系列專用網(wǎng),為發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)奠定基礎。根據(jù)宏觀分析預測,中國目前使用的衛(wèi)星轉發(fā)器不到50個,到 2000年中國大約需要145～150個衛(wèi)星轉發(fā)器,到2010年,將需要588～837個衛(wèi)星轉發(fā)器。
三、空間信息高速公路將推動社會經(jīng)濟發(fā)展
隨著空間信息高速公路的建成,將使工商企業(yè)和整個社會處于一場革命之中,而這場革命的規(guī)模和效果是難以預測的。對其發(fā)展前景,現(xiàn)初步分析如下:
1?巨大的商業(yè)利益
為了建設信息高速公路,美國政府和企業(yè)界計劃共同投資400多億美元。根據(jù)預測,2010年, 信息高速公路產(chǎn)業(yè)所創(chuàng)造的市*2?改變?nèi)祟惿a(chǎn)和生活方式伴隨著社會信息化和信息高速公路的建設,人們便能充分利用信息,大大提高物質(zhì)生產(chǎn)的效率,提高原材料和能源利用率,有可能改變?nèi)祟惖纳罘绞?并終將從傳統(tǒng)的生產(chǎn)和生活中解放出來。將出現(xiàn)電視電話、可視電話會議、電視購物、電視教學、家庭影視室、家庭圖書館、家庭數(shù)據(jù)庫、在家中辦公等等一系列新生事物。隨之而來的將會給教育、衛(wèi)生,保健等部門帶來一場革命,無論在何時何地,都可向所有圖書館要求檢索所需資料,瀏覽有關圖書;隨時隨地可通過聯(lián)機方式,立即獲得最好的醫(yī)療保健服務和其它社會需求服務,醫(yī)院遇到疑難病癥時,可以向遠距離的醫(yī)學專家請教,以求得正確的診斷和治療。以美國為例,僅醫(yī)療支出這一項,每年可節(jié)省1000億美元。此外,可為能源、交通、環(huán)境等問題提供一種新的緩解方法。
3?推動高新技術發(fā)展
建設空間信息高速公路和國家信息基礎結構的計劃,將成為發(fā)展各種高新技術的驅(qū)動力。美國認為,在執(zhí)行“國家信息基礎結構”行動計劃中,應優(yōu)先發(fā)展的技術包括:半導體與微電子學、計算機、通信、高速網(wǎng)絡、多媒體技術、光電子、高清晰電視、應用軟件等。比如計算機,必定要向功能更多、性能更優(yōu)、速度更快、容量更大、體積更小的方向發(fā)展,這就對超高速集成電路,新的計算機體系結構與微電子系統(tǒng)集成技術提出了新的要求。而多媒體技術的發(fā)展,將采用大量的專用集成電路,對高速信號處理器、視聽信號壓縮與解壓縮、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)據(jù)存貯器、圖象識別、語音識別等器件提出了新的要求。
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