2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——航天器軌道上的衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項(xiàng)不屬于衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊的主要技術(shù)挑戰(zhàn)？A.大氣層對(duì)信號(hào)的衰減B.衛(wèi)星與地面站的相對(duì)運(yùn)動(dòng)C.大容量數(shù)據(jù)的壓縮算法D.電磁波的傳播速度2.在衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊中，多普勒頻移主要是由什么引起的？A.信號(hào)編碼方式不同B.信號(hào)調(diào)制方式不同C.衛(wèi)星與地面站相對(duì)運(yùn)動(dòng)D.天線方向不同3.下列哪種調(diào)制方式抗干擾能力最強(qiáng)？A.FSKB.PSKC.QAMD.AM4.在衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，前向糾錯(cuò)編碼的主要目的是什么？A.提高數(shù)據(jù)傳輸速率B.增加信號(hào)發(fā)射功率C.減少傳輸中的誤碼率D.增加信號(hào)帶寬5.下列哪種通信方式屬于衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊的應(yīng)用場(chǎng)景？A.電視廣播B.有線電話C.無線電廣播D.互聯(lián)網(wǎng)接入6.HTS（高通量衛(wèi)星）的主要優(yōu)勢(shì)是什么？A.覆蓋范圍更廣B.通信容量更大C.發(fā)射功率更強(qiáng)D.通信速度更快7.衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊中，自由空間損耗主要與什么因素有關(guān)？A.發(fā)射功率B.接收機(jī)靈敏度C.信號(hào)頻率D.天線增益8.在衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中，信道編碼通常在哪個(gè)層次進(jìn)行？A.物理層B.數(shù)據(jù)鏈路層C.網(wǎng)絡(luò)層D.應(yīng)用層9.下列哪種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)星地之間的激光通信？A.衛(wèi)星通信B.激光雷達(dá)C.衛(wèi)星激光通信D.量子通信10.認(rèn)知衛(wèi)星的主要特點(diǎn)是什么？A.自主感知和適應(yīng)通信環(huán)境B.具有極高的軌道高度C.采用特殊的通信頻率D.配備先進(jìn)的傳感器二、填空題（每空1分，共10分）1.衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊中，常用的調(diào)制方式包括________、________和________等。2.信道編碼的基本原理是通過添加________碼來提高通信的可靠性。3.衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)通常由________段、________段和________段組成。4.衛(wèi)星與地面站之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致________效應(yīng)，從而引起載波頻率的偏移。5.衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊中，為了提高通信效率，通常需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行________。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述多普勒頻移對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊的影響。2.簡(jiǎn)述衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的主要組成部分及其功能。3.簡(jiǎn)述FSK、PSK和QAM三種調(diào)制方式的原理和特點(diǎn)。4.簡(jiǎn)述衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊面臨的主要挑戰(zhàn)及其應(yīng)對(duì)措施。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.假設(shè)一顆地球同步軌道衛(wèi)星與地面站之間的距離為36000公里，信號(hào)頻率為1GHz，求自由空間損耗。2.假設(shè)一個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)的信噪比為30dB，采用QPSK調(diào)制方式，求該系統(tǒng)的理論最大誤碼率。五、論述題（10分）論述衛(wèi)星數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及其對(duì)未來社會(huì)的影響。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.C5.A6.B7.C8.B9.C10.A二、填空題1.FSK,PSK,QAM2.校驗(yàn)3.空間,地面,用戶4.多普勒5.壓縮三、簡(jiǎn)答題1.解析思路：多普勒頻移會(huì)導(dǎo)致接收到的信號(hào)頻率發(fā)生變化，從而影響信號(hào)解調(diào)的準(zhǔn)確性。頻率偏移過大會(huì)導(dǎo)致解調(diào)錯(cuò)誤率增加，嚴(yán)重時(shí)甚至無法正常解調(diào)。2.解析思路：空間段包括衛(wèi)星平臺(tái)和有效載荷，負(fù)責(zé)信號(hào)的收發(fā)；地面段包括地面站和天線系統(tǒng)，負(fù)責(zé)信號(hào)的監(jiān)控和接續(xù)；用戶段包括遙感終端或數(shù)據(jù)接收機(jī)，負(fù)責(zé)接收和使用數(shù)據(jù)。3.解析思路：FSK通過頻率變化傳遞信息；PSK通過相位變化傳遞信息；QAM通過幅度和相位同時(shí)變化傳遞信息。PSK抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng)，因?yàn)樗鼘?duì)幅度變化不敏感。4.解析思路：主要挑戰(zhàn)包括大氣層衰減、多普勒頻移、信號(hào)延遲等。應(yīng)對(duì)措施包括采用低損耗的通信頻段、使用抗多普勒頻移的調(diào)制解調(diào)技術(shù)、采用前向糾錯(cuò)編碼提高可靠性等。四、計(jì)算題1.解析思路：自由空間損耗的計(jì)算公式為L(zhǎng)=(4πdf/c)^2，其中d為距離，f為頻率，c為光速。代入數(shù)據(jù)計(jì)算即可。2.解析思路：根據(jù)香農(nóng)公式，理論最大信息速率R_max=Blog_2(1+SNR)，其中B為帶寬，SNR為信噪比。由于題目未給出帶寬，通常假設(shè)B=1Hz，然后根據(jù)QPSK調(diào)制方式計(jì)算誤碼率，P_error=2Q(sqrt(E_b/N_0))，其中E_b/N_0為每比特能量與噪聲功率譜密度之比，Q(x)為Q函數(shù)。由于QPSK的E_b/N_0=SNR/2，代入計(jì)算即可。五、論述題解析思路：