目前，衛(wèi)星一詞使用非常普及。不管我們的教育和專業(yè)背景，對所有人來說，對衛(wèi)星一詞都很熟悉。它不再是某些國家的特權(quán)，也不再是局限在大型研究機(jī)構(gòu)的研究和討論主題。目前，衛(wèi)星技術(shù)不僅僅是一門在本科和研究生水平講授的主課，它已經(jīng)成為供職于研究院、科學(xué)技術(shù)組織和工業(yè)界的大多數(shù)電子、通信及其相關(guān)專業(yè)人員的家常便飯。市場上衛(wèi)星技術(shù)及其應(yīng)用的書籍一般只討論與通信相關(guān)的衛(wèi)星應(yīng)用，偶爾討論其他重要的應(yīng)用，如遙感、氣象預(yù)測、科學(xué)應(yīng)用、導(dǎo)航和軍事應(yīng)用，以及其他與空間科學(xué)及技術(shù)相關(guān)的主題。此外，有關(guān)空間的百科全書一般主要討論衛(wèi)星飛行任務(wù)及其應(yīng)用，而討論技術(shù)方面的信息并不多�！缎l(wèi)星技術(shù) 原理與應(yīng)用》（第3版）是一本有關(guān)衛(wèi)星技術(shù)及其應(yīng)用的簡明但卻內(nèi)容豐富的參考書，在本書中覆蓋了衛(wèi)星的通信應(yīng)用和非通信應(yīng)用。本書第3版是對第2版的全面更新和擴(kuò)充，對第2版的所有章節(jié)都進(jìn)行了更新，還增加了兩章新的內(nèi)容，即衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)概念和衛(wèi)星技術(shù)新趨勢。在其他章節(jié)還增加了一些新的主題，使得本書內(nèi)容更加全面和新穎，覆蓋了衛(wèi)星通信領(lǐng)域所有正在發(fā)展的技術(shù)和趨勢。本書期望的讀者包括大學(xué)生和研究生，以及電子、通信和信息技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員，為他們提供有關(guān)衛(wèi)星通信技術(shù)及其應(yīng)用的一本緊湊的但是內(nèi)容豐富的參考書。本書從邏輯上劃分為兩大部分，即衛(wèi)星技術(shù)原理篇（第1章到第9章），以及衛(wèi)星應(yīng)用篇（第10章到第16章）。作為緒論的第1章簡單介紹了衛(wèi)星技術(shù)的歷史發(fā)展、各種類型的衛(wèi)星任務(wù)以及衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。第1章新增加的內(nèi)容是詳細(xì)討論了小型和微型衛(wèi)星，包括小型、微型、納、微微和毫微微衛(wèi)星。接下來的兩章主要討論軌道動力學(xué)及其相關(guān)主題。有關(guān)衛(wèi)星及衛(wèi)星運(yùn)載火箭的軌道和軌跡的研究，是衛(wèi)星技術(shù)最基本的主題，也許還是最重要的主題。之所以重要，是因?yàn)橥ㄟ^軌道和軌跡有助于深入了解衛(wèi)星通信這項(xiàng)奇妙技術(shù)的工作原理。軌道動力學(xué)給我們研究以下的問題提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，如軌道的類型及其對特定應(yīng)用的適用性、軌道穩(wěn)定性、軌道校正與站點(diǎn)保持、發(fā)射要求和各種不同軌道的典型發(fā)射軌跡、地球覆蓋范圍等。這兩章提供了所需的數(shù)學(xué)知識和設(shè)計(jì)實(shí)例。第3章新增了有關(guān)主要的運(yùn)載火箭及國際空間站的特色和設(shè)備的詳細(xì)討論，這也是本書的另一個特色之處。
在討論了衛(wèi)星工作原理、衛(wèi)星軌道動力學(xué)、發(fā)射程序以及各種在軌運(yùn)行的基本問題之后，第4章的重點(diǎn)是衛(wèi)星的硬件，而不管它們的應(yīng)用目的。這一章討論了一顆典型衛(wèi)星的各個子系統(tǒng)、各子系統(tǒng)執(zhí)行的主要功能，并簡要討論了各子系統(tǒng)運(yùn)行中的考慮因素。
在前4章簡介了衛(wèi)星的發(fā)展歷史、衛(wèi)星軌道動力學(xué)和硬件之后，在其后的3章中，討論的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了通信衛(wèi)星。第5章討論的主題主要包括通信基本原理，重點(diǎn)是衛(wèi)星通信。第6章討論了多址接入技術(shù)。第7章的重點(diǎn)是衛(wèi)星鏈路設(shè)計(jì)相關(guān)的話題。第5章新增了新涌現(xiàn)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)，而第7章新增了對多點(diǎn)波束技術(shù)的簡要描述。
第8章討論了地球站設(shè)計(jì)，論述了用在各種不同應(yīng)用的各式各樣的地球站、地球站結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)考慮、地球站關(guān)鍵性能參數(shù)、地球站測試以及一些典型的地球站。通信衛(wèi)星的數(shù)量占在軌運(yùn)行衛(wèi)星的總數(shù)超過80%，這是衛(wèi)星開發(fā)最廣泛的應(yīng)用之一。在本書中簡要討論了一些主要的地球站設(shè)備。
本書新增的內(nèi)容是有關(guān)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的概念（第9章）。這一章全面討論了各種網(wǎng)絡(luò)的概念，包括網(wǎng)絡(luò)的特征、服務(wù)應(yīng)用，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、技術(shù)和協(xié)議，也簡要討論了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的問題。
本書的第10章至第15章是有關(guān)衛(wèi)星應(yīng)用。根據(jù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用不同，衛(wèi)星可以寬泛地劃分為通信衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星、氣象預(yù)測衛(wèi)星、地球觀測衛(wèi)星、科學(xué)衛(wèi)星和軍用衛(wèi)星。我們打算重點(diǎn)討論衛(wèi)星應(yīng)用這個急劇增長的領(lǐng)域。討論的重點(diǎn)是各種應(yīng)用的基本原理、應(yīng)用可能性、當(dāng)前的狀況以及未來的趨勢。
衛(wèi)星應(yīng)用篇的第10章覆蓋了與衛(wèi)星通信相關(guān)的所有內(nèi)容，主要包括衛(wèi)星電話、衛(wèi)星無線電廣播、衛(wèi)星電視以及數(shù)據(jù)廣播服務(wù)。也深入討論了國際通信衛(wèi)星一些主要的任務(wù)。通信衛(wèi)星未來的發(fā)展趨勢也在這一章結(jié)尾處重點(diǎn)討論了。本書第3版新增了有關(guān)數(shù)字視頻廣播及其各種變化方案的簡要討論，也更新了通信衛(wèi)星發(fā)射相關(guān)的全部內(nèi)容。
遙感技術(shù)是通過對遠(yuǎn)程獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析來獲得被觀測對象特性的相關(guān)信息。衛(wèi)星在遙感中發(fā)揮著重要的作用。第11章討論了與遙感衛(wèi)星有關(guān)的各種主題，包括遙感衛(wèi)星工作原理、星上載荷及其圖像獲取、采用各種數(shù)字圖像處理技術(shù)對這些圖像進(jìn)行處理和分析，然后對這些圖像進(jìn)行解析，根據(jù)不同應(yīng)用研究地球的各種特性。在這一章最后還介紹了用于此目的的一些主要的遙感衛(wèi)星系統(tǒng)，以及該領(lǐng)域的近期發(fā)展趨勢。本章新增了有關(guān)印度的遙感系統(tǒng)的內(nèi)容，也更新了遙感衛(wèi)星相關(guān)的全部內(nèi)容。
使用衛(wèi)星對特定現(xiàn)象進(jìn)行氣象預(yù)測和預(yù)報(bào)也是不可或缺的。大眾傳媒對公眾進(jìn)行短期天氣預(yù)報(bào)的需求持續(xù)不斷，對熱帶氣旋的可靠預(yù)報(bào)能夠允許船只重新規(guī)劃航行路線，并對颶風(fēng)通過的區(qū)域采取預(yù)防性行動措施。氣象情報(bào)對于軍事行動（如偵察飛行任務(wù)）的實(shí)施也具有相當(dāng)重要的意義。第12章中深入討論了與氣象衛(wèi)星的發(fā)展、運(yùn)行和使用有關(guān)的各種問題。在這一章的結(jié)尾處也討論了一些主要的氣象衛(wèi)星任務(wù)。與前面幾章有關(guān)衛(wèi)星應(yīng)用類似，這一章也包含了許多實(shí)例性的照片，并更新了氣象衛(wèi)星相關(guān)的全部內(nèi)容。
導(dǎo)航是在任何給定時間確定對象位置的一種技術(shù)。基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)是導(dǎo)航領(lǐng)域的重大突破，對導(dǎo)航的基本概念和應(yīng)用可能性產(chǎn)生了革命性的變革。這些導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)從一開始相對來說簡單的作為輔助的技術(shù)，發(fā)展成為今天在經(jīng)濟(jì)、科學(xué)、民用和軍用等各種領(lǐng)域中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。第13章簡要討論了基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，概要性地描述了GPS 和GLONASS導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理及其功能和應(yīng)用。本章也討論了GALILEO導(dǎo)航系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢。本書也討論了前幾版沒有覆蓋的基于衛(wèi)星的導(dǎo)航系統(tǒng)，包括EGNOS、北斗和印度的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。第13章也引入了混合導(dǎo)航系統(tǒng)的內(nèi)容。
使用衛(wèi)星進(jìn)行科學(xué)研究可以擺脫以下這些束縛：地球大氣層對宇宙射線的衰減和屏蔽、地球重力對測量的影響、基于地球的觀測很難開展原地的研究。此外，基于空間的科學(xué)研究本質(zhì)上就是全球性的，可以幫助我們從全球的角度來理解不同的現(xiàn)象。第14章集中討論了衛(wèi)星的科學(xué)應(yīng)用，包括這些衛(wèi)星對地球科學(xué)、太陽物理學(xué)、天文學(xué)和天文物理學(xué)的貢獻(xiàn)。
無論是戰(zhàn)爭時期還是和平時期，現(xiàn)代的軍用系統(tǒng)都在很大程度上依賴衛(wèi)星的應(yīng)用。許多軍用衛(wèi)星所發(fā)揮的作用與民用衛(wèi)星類似，主要包括遠(yuǎn)程通信服務(wù)、氣象預(yù)測、導(dǎo)航和地球觀測應(yīng)用。盡管某些衛(wèi)星的設(shè)計(jì)是專門為軍事目的的，但是許多現(xiàn)代的衛(wèi)星系統(tǒng)都是軍民兩用的。第15章中專門討論了與軍用衛(wèi)星的發(fā)展、應(yīng)用可能性有關(guān)的各種問題。這一章一開始綜述了軍用衛(wèi)星，然后根據(jù)設(shè)計(jì)應(yīng)用描述了各種形式的軍用衛(wèi)星，還詳細(xì)討論了空間武器。
本書新增的另一內(nèi)容是第16章。這一章主要討論了一些非常規(guī)的但卻與未來太空有關(guān)的主題，例如太空系繩、太空升降機(jī)、浮空器等。這一章也包含了對毫米波通信衛(wèi)星和新興的太空站觀念的討論。由于以上這些主題不能包含在前面的任何章節(jié)中，所以將這些內(nèi)容放在新的一章中是有必要的。
作為額外資源，本書的配套網(wǎng)站www.wiley.com/go/maini提供了衛(wèi)星及衛(wèi)星運(yùn)載火箭的特點(diǎn)和設(shè)備的詳細(xì)全面的綜述，包括過去、現(xiàn)狀和未來計(jì)劃的各種衛(wèi)星任務(wù)，還提供了本書中一些圖片的彩色版本。
撰寫本書的目的以及選擇本書覆蓋的主題，是希望彌補(bǔ)在其他相關(guān)圖書中不能覆蓋衛(wèi)星技術(shù)及其應(yīng)用的各個重要方面。盡管有關(guān)空間的百科全書也提供了各國針對不同應(yīng)用而發(fā)射的各種衛(wèi)星的詳細(xì)信息和技術(shù)數(shù)據(jù)，但是其中幾乎沒有包括衛(wèi)星技術(shù)的原理。市面上也有大量有關(guān)衛(wèi)星通信的圖書，主要討論與通信應(yīng)用相關(guān)的衛(wèi)星技術(shù)。本書可能的讀者對象主要是電子、通信和信息技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員，本書作者試圖為他們提供簡明的但覆蓋廣泛、內(nèi)容新穎的一本參考書，既討論衛(wèi)星技術(shù)，又討論衛(wèi)星應(yīng)用相關(guān)的各個方面。