本书主要阐述天基物联网的特点和各行业需求，详细论述各类相关载荷的关键技术（星载AIS、星载ADS-B、天基DCS），包括针对星载AIS和ADS-B的高灵敏度接收、多信号冲突建模、盲信号分离技术研究，针对天基DCS的海量用户多址接入等；介绍了载荷数据的智能应用，包括多维数据融合、数据挖掘、异常目标检测等，对后续相关载荷列装和天基物联网星座的建设和应用提供参考。 本书的题材比较新颖，反映了近年来国内外天基物联网和3S载荷的最新成果。全书注重学术性和实用性相结合，具有较好的可读性。希望本书能成为航天、电子信息领域高校、研究所相关研究生、研究学者和工程师的参考书，并以此抛砖引玉，促进国内天基物联网系统和相关载荷的研究和发展。

第1章 天基物联网概述
1.1 天基物联网概念和发展现状
1.1.1 天基物联网概念
1.1.2 天基物联网发展现状
1.2 天基物联网应用前景
1.2.1 采集类应用
1.2.2 控制类应用
1.2.3 广播类应用
1.2.4 结合应用
1.3 天基物联网关键技术
1.3.1 卫星波束资源的合理利用
1.3.2 实时高效的星间传输
1.3.3 海量终端高效高吞吐率的多址接入技术
1.3.4 高效费比的终端设计
1.4 基于3S载荷的广义天基物联网应用
第2章 星载AIS接收关键技术
2.1 星载AIS概述
2.1.1 研究背景及意义
2.1.2 星载AIS国内外研究现状及发展趋势
2.1.3 微小卫星星载AIS关键技术分析
2.2 星载AIS建模与分析
2.2.1 星载AIS技术基础
2.2.2 星载AIS多网信号冲突分析与观测建模
2.2.3 基于船舶分布特性的星载AIS建模与仿真分析
2.3 星载AIS接收天线设计与波束成形研究
2.3.1 全球AIS船舶分布及检测分析
2.3.2 基于波束切换的垂直交叉双单极子AIS接收天线设计
2.3.3 基于螺旋天线及其波束扫描的星载AIS天线设计与研究
2.3.4 星载AIS ESPAR天线设计及波束形成研究
2.4 星载AIS接收机技术研究
2.4.1 星载AIS总体设计
2.4.2 多信道并行处理星载AIS接收机方案设计
2.5 星载AIS混叠信号盲源分离算法研究
2.5.1 盲源分离对提升星载AIS检测性能的预分析
2.5.2 基于幅度差异的AIS混叠信号重构抵消盲源分离算法
2.5.3 算法仿真与分析
2.6 本章小结
第3章 星载AIS数据智能应用
3.1 星载AIS数据挖掘应用
3.1.1 船舶异常检测
3.1.2 碰撞风险分析
3.1.3 船舶行为预测
3.1.4 航线挖掘
3.1.5 船舶分类
3.2 基于AIS数据的航迹挖掘和位置预测
3.2.1 基于DBSCAN算法的航线挖掘
3.2.2 基于LSTM循环神经网络的位置预测方法
3.3 AIS数据船舶分类和异常检测
3.3.1 基于随机森林的船舶分类方法
3.3.2 基于多特征集成学习的船舶分类方法
3.3.3 基于聚类的船舶异常行为检测方法
3.4 本章小结
第4章 星载ADSB接收关键技术
4.1 星载ADSB概述
4.1.1 研究背景及意义
4.1.2 星载ADSB的国内外研究现状及发展趋势
4.1.3 星载ADSB关键技术进展
4.2 星载ADSB建模与分析
4.2.1 星载ADSB技术基础
4.2.2 ADSB信号的同频干扰概率计算模型
4.2.3 单波束系统检测概率模型
4.2.4 多波束系统检测概率模型
4.2.5 ADSB评估模型
4.2.6 仿真结果与分析
4.3 星载ADSB阵列天线设计与波束成形研究
4.3.1 预期性能分析
4.3.2 星载ADSB多波束相控阵天线设计
4.3.3 星载ADSB多波束成形方法
4.3.4 仿真结果与分析
4.4 星载ADSB数字多波束接收和解调算法
4.4.1 数字多波束接收机总体框图设计
4.4.2 数字信号解调算法设计
4.4.3 ADSB接收机算法的板级验证及性能测试
4.5 星载ADSB混合信号盲源分离算法研究
4.5.1 ADSB交织信号分离模型
4.5.2 投影算法实现ADSB信号盲源分离
4.5.3 功率分选法和重构抵消法实现ADSB信号盲源分离
4.5.4 基于多级维纳滤波器的ADSB信号交织位置检测方法
4.5.5 基于压缩感知的ADSB交织信号单通道分离算法
4.6 本章小结
第5章 星载ADSB数据智能应用
5.1 星载ADSB数据质量分析
5.1.1 星基ADSB数据质量评估模型
5.1.2 星基ADSB数据质量评估实验
5.2 星基ADSB数据融合应用
5.2.1 星基ADSB与S模式数据融合基本概念
5.2.2 星基ADSB与S模式数据融合——全球雷达态势感知
5.2.3 星基ADSB数据地面格式
5.2.4 多星数据融合
5.2.5 星地数据融合
5.3 基于星载ADSB数据的智能应用
5.3.1 星基ADSB在轨性能分析
5.3.2 基于星基ADSB的飞行高度层流量态势感知
5.3.3 基于星基ADSB测量电离层电子总含量的方法
5.4 本章小结
第6章 天基物联网星座设计和DCS的多址接入技术
6.1 天基物联网星座设计
6.1.1 星座设计指标
6.1.2 区域覆盖星座设计
6.1.3 广域覆盖星座设计
6.2 天基DCS的多址接入技术
6.2.1 固定多址接入技术研究与设计
6.2.2 CRDSA技术研究与设计
6.2.3 IRSA技术研究与设计
6.3 本章小结
第7章 基于3S载荷的天基物联网系统在轨验证
7.1 星载AIS接收
7.1.1 星载AIS多普勒频偏估计和补偿
7.1.2 AIS多信号冲突
7.1.3 星上电磁兼容
7.2 星载ADSB接收
7.2.1 单波束检测概率分析
7.2.2 多波束ADSB系统
7.2.3 相控阵ADSB载荷
7.3 天基DCS
7.3.1 静态目标联合多址接入技术
7.3.2 动态目标联合多址接入技术
7.4 3S（AIS，ADSB，DCS）载荷设计