日凌

詞語(yǔ)解釋

“日凌”（Daylight Saving Time）是一種在每年春夏兩季間，每天提前一小時(shí)，以節(jié)約日光的時(shí)間制度。日凌在通信中的含義是，在每年春夏兩季間，每天提前一小時(shí)，以節(jié)約日光的時(shí)間制度，用于調(diào)整時(shí)間。日凌的應(yīng)用： 1. 日凌有助于節(jié)約日光，讓人們有更多的時(shí)間活動(dòng)。比如，在夏季，人們可以在晚上活動(dòng)的時(shí)間更長(zhǎng)，從而節(jié)約電力。 2. 日凌有助于提高生產(chǎn)效率。比如，在夏季，早晨的日光更早，可以讓人們?cè)琰c(diǎn)起床，從而提高生產(chǎn)效率。 3. 日凌有助于改善社會(huì)安全。比如，在夏季，晚上的日光更晚，可以讓人們更安全地外出活動(dòng)。 4. 日凌有助于改善人們的生活質(zhì)量。比如，在夏季，晚上的日光更晚，可以讓人們有更多的時(shí)間休息和娛樂(lè)，從而改善生活質(zhì)量。 5. 日凌有助于改善人們的睡眠質(zhì)量。比如，在夏季，晚上的日光更晚，可以讓人們更容易入睡，從而改善睡眠質(zhì)量。總之，日凌在通信中的含義是，在每年春夏兩季間，每天提前一小時(shí)，以節(jié)約日光的時(shí)間制度，用于調(diào)整時(shí)間，它的應(yīng)用有助于節(jié)約日光，提高生產(chǎn)效率，改善社會(huì)安全，改善人們的生活質(zhì)量，改善人們的睡眠質(zhì)量等。

日凌概述
　　每年春分和秋分前后，太陽(yáng)運(yùn)行到地球赤道上空。由于這時(shí)太陽(yáng)距離地球最近，太陽(yáng)發(fā)出的電磁波對(duì)地球的輻射最為強(qiáng)烈，這就是天文學(xué)上的“日凌”現(xiàn)象。由于通訊衛(wèi)星多定點(diǎn)在赤道上空運(yùn)行，在這期間，如果太陽(yáng)、通信衛(wèi)星和地面衛(wèi)星接收天線(xiàn)恰巧又在一條直線(xiàn)上，那么電磁波對(duì)于人造衛(wèi)星的影響也就最為強(qiáng)烈，嚴(yán)重的會(huì)造成衛(wèi)星信號(hào)傳輸出現(xiàn)障礙，地球上的衛(wèi)星接收系統(tǒng)在接收到衛(wèi)星信號(hào)時(shí)也接收到大量太陽(yáng)輻射的雜波，無(wú)法識(shí)別有用信號(hào)，造成信號(hào)質(zhì)量下降甚至中斷。

　　日凌對(duì)通信信號(hào)的干擾大約要持續(xù)十天左右。但是不同衛(wèi)星、不同地域受干擾的時(shí)間也會(huì)不同。緯度越高影響越早，不過(guò)結(jié)束也早；緯度靠南的地區(qū)則相反。

　　衛(wèi)星通信，就是利用通訊衛(wèi)星作為中繼站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或多個(gè)地面衛(wèi)星站之間的通信，是現(xiàn)代通信技術(shù)和航天技術(shù)相結(jié)合并由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)其控制的先進(jìn)通信方式。它居高臨下，視野開(kāi)闊，不受地理?xiàng)l件的限制，也不受自然災(zāi)害的影響，只要在它的覆蓋范圍內(nèi)，不論距離的遠(yuǎn)近，都可以實(shí)現(xiàn)通信。但是，在衛(wèi)星通信過(guò)程中，地面衛(wèi)星接收站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“地面站”）每年都要在春分和秋分前后遇上兩次接收信號(hào)中斷的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是太陽(yáng)造成的，被人們稱(chēng)為“日凌中斷通信”。

地球自轉(zhuǎn)的軌道與太陽(yáng)成23.5度的傾斜角，因此每年太陽(yáng)會(huì)在3月21日(春分)及9月23日(秋分)時(shí)經(jīng)過(guò)地球赤道上空。

地球同步軌道通信衛(wèi)星位於離地球赤道上空約36,000公里的軌道位置上，與地球保持同步轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，每年春分和秋分前后，在衛(wèi)星地球站所在地的每天中午時(shí)分，衛(wèi)星將處在太陽(yáng)與地球之間的直線(xiàn)上。這時(shí)衛(wèi)星地球站天線(xiàn)在對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星的同時(shí)也對(duì)準(zhǔn)太陽(yáng)，使太陽(yáng)產(chǎn)生的強(qiáng)大的電磁波直接投射在地球站天線(xiàn)上。由於太陽(yáng)產(chǎn)生的電磁波頻譜很寬，因此，對(duì)地球站來(lái)說(shuō)，該電磁波是一個(gè)巨大的噪聲源，對(duì)其所接受的衛(wèi)星信號(hào)造成干擾從而使接收鏈路嚴(yán)重惡化甚至中斷，這種現(xiàn)象即稱(chēng)為衛(wèi)星通信的“日凌現(xiàn)象”。

由此可見(jiàn)，日凌現(xiàn)象是衛(wèi)星通信系統(tǒng)遇到的一種無(wú)法避免的自然現(xiàn)象。但日凌只影響衛(wèi)星地球站的下行鏈路，不影響其上行鏈路。它每年均會(huì)集中發(fā)生二次，即春分(3月21日)和秋分(9月23日)期間，每次約延續(xù)6天左右。每次發(fā)生時(shí)，衛(wèi)星地球站會(huì)連續(xù)數(shù)天在同一時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)接收信號(hào)質(zhì)量下降或通訊中斷現(xiàn)象。因此，為保證衛(wèi)星通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出日凌發(fā)生的日期和時(shí)間，以便及時(shí)采取有效措施防范和降低日凌現(xiàn)象對(duì)衛(wèi)星通信電路的干擾。

日凌發(fā)生的日期和時(shí)間與衛(wèi)星地球站所處的地理位置和其接收天線(xiàn)的電氣特性有關(guān)。

地理位置與日凌的關(guān)系

日凌與緯度的關(guān)系: 緯度影響每年日凌開(kāi)始和結(jié)束的日期。

春分時(shí)，地球站的緯度越高(北)，則日凌開(kāi)始和結(jié)束的日期越早；秋分時(shí)，緯度越高，則日凌開(kāi)始和結(jié)束的日期越晚。
如果兩地經(jīng)度一樣，那麼緯度每相差3度左右，則這兩地日凌開(kāi)始和結(jié)束的日期就會(huì)相差一天。例如，當(dāng)?shù)厍蛘竟ぷ髟贑波段，其接收天線(xiàn)為2.4米時(shí)。重慶(東經(jīng)106.5°/北緯29.6°)與貴陽(yáng)(東經(jīng)106.7°/北緯26.6°)的日凌發(fā)生日期分別為:

春分秋分
重慶 3月4日 - 12日 10月2日 - 9日
貴陽(yáng) 3月5日 - 13日 10月1日 - 8日

日凌與經(jīng)度的關(guān)系:經(jīng)度影響每天日凌開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間。

地球站的經(jīng)度越往西，則每天日凌開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間越早；經(jīng)度越往東，則每天日凌開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間越晚。
如果兩地緯度一樣，那麼經(jīng)度每相差2度，則兩地日凌開(kāi)始及結(jié)束的時(shí)間會(huì)相差約1分鐘。例如，當(dāng)?shù)厍蛘竟ぷ髟贑波段，其接收天線(xiàn)為2.4米時(shí)，上海(東經(jīng)121.5°/北緯31.2°)與合肥(東經(jīng)117.7°/北緯31.9°)在10月3日的日凌發(fā)生時(shí)間分別為:

上海: 12時(shí)53分 - 59分
合肥: 12時(shí)51分 - 57分

地球站電氣特性與日凌的關(guān)系: 對(duì)一個(gè)地球站來(lái)講，其日凌持續(xù)時(shí)間從太陽(yáng)進(jìn)入其天線(xiàn)3dB波束寬度開(kāi)始，以離開(kāi)其3dB波束寬度結(jié)束。因此，地球站的日凌持續(xù)時(shí)間與其接收頻率和天線(xiàn)口徑大小有關(guān)。

日凌與接收頻率的關(guān)系:接收頻率越高，天線(xiàn)3dB波束寬度越窄，則日凌持續(xù)時(shí)間越短。例如，對(duì)於2.4米天線(xiàn):

C波段3dB波束帶寬:2.2°
Ku波段3dB波束帶寬:0.7°

地球每分鐘轉(zhuǎn)0.25度，則在天線(xiàn)口徑同為2.4米時(shí)，C波段日凌持續(xù)時(shí)間比Ku波段長(zhǎng)約6分鐘。

日凌與天線(xiàn)口徑的關(guān)系:天線(xiàn)口徑越大，3dB波束寬度越窄，則日凌持續(xù)時(shí)間越短。例如2.4米的C波段天線(xiàn)3dB波束寬度為2.2度，3.7米的C波段天線(xiàn)3dB波束寬度為1.4度，則2.4米天線(xiàn)的日凌持續(xù)時(shí)間比3.7米天線(xiàn)約長(zhǎng)3分鐘。

“日凌”為什么要中斷通信？

　　“日凌”是太陽(yáng)對(duì)某種事物的侵犯。眾所周知，衛(wèi)星通信是靠電磁波傳遞信息，地面站的接收天線(xiàn)總是對(duì)著通訊衛(wèi)星，將衛(wèi)星傳來(lái)的信號(hào)會(huì)聚于拋物面天線(xiàn)的焦點(diǎn)上，經(jīng)檢波電路檢波后進(jìn)行放大處理的。目前我們普遍使用的通訊衛(wèi)星都是在地球的赤道平面內(nèi)距地面約3．6×107米的軌道上受地球萬(wàn)有引力作用繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的同步衛(wèi)星（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“衛(wèi)星”）。其轉(zhuǎn)動(dòng)方向和周期與地球的自轉(zhuǎn)方向和周期相同，相對(duì)地面靜止，轉(zhuǎn)一周為一晝夜；而地球又繞太陽(yáng)在黃道平面內(nèi)作近似正圓的橢圓運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)一周為一年。從冬至到春分，地球繞地軸自轉(zhuǎn)的赤道平面與繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的黃道平面的夾角不斷減小，從春分到夏至其夾角不斷增大，從夏至到秋分其夾角又不斷減小，從秋分到冬至又不斷增大�；蛘哒f(shuō)以地球?yàn)閰⒄瘴�，太�?yáng)在地球的南、北回歸線(xiàn)之間作周期性運(yùn)動(dòng)。每年春分和秋分時(shí)節(jié)，地球自轉(zhuǎn)的赤道平面和公轉(zhuǎn)的黃道平面重合，地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)在一條直線(xiàn)上。當(dāng)通訊衛(wèi)星處于太陽(yáng)和地球之間的連線(xiàn)上，此時(shí)在零緯度的衛(wèi)星星下點(diǎn)的地面站天線(xiàn)指向衛(wèi)星，也正好對(duì)準(zhǔn)了太陽(yáng)，太陽(yáng)輻射的強(qiáng)大電磁波干擾信號(hào)與衛(wèi)星發(fā)出的正常信號(hào)處于同一方向，地面站的接收天線(xiàn)將干擾信號(hào)和正常信號(hào)均會(huì)聚于焦點(diǎn)，使檢波系統(tǒng)無(wú)法把淹沒(méi)在太陽(yáng)強(qiáng)大干擾信號(hào)中的衛(wèi)星信號(hào)區(qū)分出來(lái)，由衛(wèi)星傳送的無(wú)線(xiàn)電通信被迫中斷，發(fā)生“日凌中斷通信”現(xiàn)象。如果太陽(yáng)輻射的電磁波干擾信號(hào)與衛(wèi)星傳送的通信信號(hào)不同方向，則地面站的拋物面天線(xiàn)就不會(huì)將太陽(yáng)的干擾信號(hào)和衛(wèi)星的通信信號(hào)同時(shí)會(huì)聚于焦點(diǎn)，就不會(huì)發(fā)生“日凌中斷通信”現(xiàn)象。

我國(guó)何時(shí)發(fā)生日凌中斷通信現(xiàn)象呢？

　　地球距太陽(yáng)約150000000000米，衛(wèi)星距地面約36000000米，地球的半經(jīng)約6400000米，衛(wèi)星與太陽(yáng)的距離比與地面的距離約大四千多倍，不同緯度的地面站與衛(wèi)星、太陽(yáng)連線(xiàn)與黃道平面的夾角變化不大，只有在春分和秋分前后地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)三者才可能共線(xiàn)。中國(guó)處于地球的北半球，由于緯度不同，每當(dāng)春分節(jié)前幾天的白天，地球自轉(zhuǎn)的赤道平面與繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的黃道平面的夾角由北向南逐漸減小，衛(wèi)星略高于黃道平面，北半球的地面站、衛(wèi)星、太陽(yáng)有時(shí)會(huì)處在一直線(xiàn)上，或者說(shuō)太陽(yáng)從南半球向北半球運(yùn)動(dòng)，我國(guó)從北到南先后出現(xiàn)“日凌中斷通信”現(xiàn)象，緯度越高，發(fā)生的越早，但總是在春分節(jié)前發(fā)生；每當(dāng)秋分節(jié)后幾天的白天，地球轉(zhuǎn)動(dòng)的赤道平面與其公轉(zhuǎn)的黃道平面的夾角由南向北開(kāi)始增大，或者說(shuō)太陽(yáng)從北半球向南半球運(yùn)動(dòng)，北半球的地面站、衛(wèi)星、太陽(yáng)又會(huì)處于一直線(xiàn)上，這段時(shí)間我國(guó)又開(kāi)始從南向北逐漸出現(xiàn)“日凌中斷通信”現(xiàn)象，緯度越低，發(fā)生越早，但一定在秋分節(jié)過(guò)后發(fā)生。當(dāng)然，日凌中斷通信的條件是地球上的地面站與衛(wèi)星、太陽(yáng)處于同一直線(xiàn)上，由于地球、衛(wèi)星、太陽(yáng)三者的運(yùn)動(dòng)，處于同一直線(xiàn)上的時(shí)間畢竟很短，又由于經(jīng)度的不同，各地每次出現(xiàn)“日凌中斷通信”的時(shí)間也不盡相同。同一地面站的“日凌中斷通信”現(xiàn)象一年內(nèi)將遇到兩次，每次持續(xù)的天數(shù)和每天持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短則根據(jù)地面站的地理位置和天線(xiàn)的大小的不同而不同，一般最多持續(xù)一個(gè)星期，每天持續(xù)5—10分鐘，且發(fā)生在中午前后。

日凌中斷通信現(xiàn)象能否避免呢？

　　人們把日凌中斷通信稱(chēng)為衛(wèi)星通信的“死角”，是一種自然現(xiàn)象，不能避免。目前，世界各國(guó)在衛(wèi)星通信過(guò)程中解決“日凌中斷通信”的措施：一是避開(kāi)。即根據(jù)衛(wèi)星所處的位置，地面站所處的經(jīng)緯度數(shù)，天線(xiàn)的直徑，工作時(shí)的仰角，方位角等數(shù)值，預(yù)先計(jì)算出地面站出現(xiàn)“日凌中斷通信”的具體日期和時(shí)間，提前預(yù)報(bào)，使重要業(yè)務(wù)通信盡量避開(kāi)“日凌中斷通信”的時(shí)間；二是通過(guò)另一顆通訊衛(wèi)星工作。如每年的三月初，“日凌中斷通信”現(xiàn)象將在我國(guó)部分地區(qū)的地面站發(fā)生，這期間中央要召開(kāi) “人代會(huì)”，為了順利收看電視直播新聞，中央電視臺(tái)和北京電視臺(tái)同時(shí)直播新聞，當(dāng)中央電視臺(tái)使用的亞洲一號(hào)衛(wèi)星臨近“日凌”時(shí)，北京電視臺(tái)使用的亞洲二號(hào)衛(wèi)星仍能正常進(jìn)行直播，使大會(huì)盛況和會(huì)議精神及時(shí)通過(guò)另一顆通訊衛(wèi)星傳遞給千家萬(wàn)戶(hù)的電視觀眾。

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