60年代初，中国已对气象卫星技术和大气遥感问题进行了初步探索。从70年代起，中国开始接收国外气象卫星发出的资料，对云图分析、红外和微波遥感以及天气预报进行了大量研究工作。80年代，引进了美国“泰罗斯-N”系列气象卫星单站接收处理系统，1986年10月1日，中国首次在电视中播发了卫星气象云图和气象预报。1988年9月7日和1990年9月3日，中国先后发射成功两颗“风云一号”极轨气象卫星，标志着中国卫星气象工作进入了一个新阶段。“风云一号”的主要遥感设备是两台五通道可见光和红外扫描辐射仪，扫描宽度3000千米，星下点分辨率1.1千米。各通道分别用于拍摄白天云图，昼夜云图，水、冰、雪和植被图像，海洋水色图像，地表、海面温度及图像。星上其他重要设备还有三种图像传输系统和计算机。卫星为14×14×1.2米的六面体，重900千克，运行轨道高度为901千米，每天绕地球运行14圈。地面系统由北京、广州、乌鲁木齐三个地面资料接收站和设于北京国家卫星气象中心的资料处理中心构成。广州和乌鲁木齐接收的资料通过通信卫星实时传送到中心，北京的资料通过微波传至中心。中心对气象卫星资料进行处理，制成卫星云图，供气象研究和预报使用。在这两颗卫星正常工作期间，中国气象预报工作采用了自己的高质量卫星云图。除使用“风云一号”卫星的云图外，中国通常都是接收和使用美国的“诺阿”极轨气象卫星和日本的“葵花”同步轨道气象卫星的资料。
VSAT——小型卫星通信地球站
VSAT是英文Very Small Aperture Terminal的缩写，意为甚小孔径终端。它是一种用户自备的具有收发功能的小型卫星通信地球站。利用VSAT装置，用户无须通过大型地球中心站的转送就能直接通过卫星实现与世界各地进行数据、话音、图像信息的高速交换。VSAT是80年代通信卫星领域最有意义的成就之一，它对卫星通信的发展将起到巨大的作用。
卫星通信是航天技术应用的最重要领域。自第一颗卫星诞生后不久，美国和前苏联就着手发展通信卫星。1969年，国际通信卫星组织用多颗通信卫星实现向用户提供国内通信以及国际通信服务。通常，两个用户利用卫星进行国际通信基本上都可用如下模式表示：
用户甲→地球中心站甲→卫星→地球中心站乙→用户乙由于同步通信卫星取得的巨大成功和其显示的优点，人们将这种卫星通信方法看作最理想的通信模式。但是，这种方式存在几大缺点：（1）需要建设大量大型卫星地面站，耗资大；（2）用户使用卫星进行通信必须通过地面站间接进行，通信方式复杂，可靠性低；（3）用户不能直接、灵活地利用卫星资源；（4）远离地面站的边远山区用户和移动用户难以利用卫星进行通信；（5）不利于保密。
随着卫星通信技术、数字技术和计算机技术的发展，一方面由于卫星功率和地面接受灵敏度的不断提高，卫星通信较高频段的开发应用以及卫星天线方向性的改善，使得小型地面接受装置的开发具有了可能性；另一方面，各种通信业务的需要和计算机技术的推广普及，许多用户希望利用卫星电路进行专用、灵活、直接和经济的通信业务服务。可以说，航天技术与通信技术的发展和社会的需要为甚小孔径通信终端（VSAT网）的发展和应用提供了必要性和可能性。1984年，美国首先开始运行VSAT网，很快以其成本低和使用灵活而迅速推广到欧洲、澳洲和亚洲，成为卫星通信的一个全新的发展方向。
与常规的大型地面站通信方式相比，VSAT通信网主要有以下特点：（1）可提供多种业务：如提供数据、话音、视频图像、传真和计算机信息等多种信息的传输；（2）设备投资和使用费用较低，一般可为用户节省40％～60％；（3）具有较大的网络灵活性，网内用户可直接通信；（4）VSAT网的信道误码率较低，比地面站形式低几个数量级；（5）设备和系统的可靠性较高；（6）用户不受地理位置和地面站的限制，使用范围大大扩展；（7）维护简单，易构成广播通信方式；（8）保密性好。由于VSAT通信网具有上述优点，它可在各个领域获得广泛应用，如交互式计算机通信，各种信息数据的发送、接受和交流，银行金融结算，电视会议以及电视教育，商品交易和定货，移动通信、电子邮件、股票交易、自动出纳等等。
随着VSAT通信网的推广和应用，VSAT技术也得到迅速发展。早期VSAT设备的通信天线约在1.2米～1.8米，现已降至0.5米以下。如国际海事卫星组织开发的C标准数据终端，尺寸只有73×214×279毫米，重20千克，其锥形天线尺寸为200×190毫米，重仅1.6千克。随着信息编码、调制解调和纠错等新型技术及集成化技术的发展，VSAT正从单纯数据型向数据、语音、文电和图像等信号综合传输的方向发展，从而极大地拓宽了其应用范围。
中国于1988年7月开通VSAT卫星通信网，主站天线为13米，终端用户天线为2.5米，安装在各用户的建筑物上，可为用户提供声码电话、数据传输、彩色图像传输等各种业务，为煤炭部、地震局、民航、铁道部、海关总署和国家计委等单位提供了各种业务服务。
卫星电视网
通信卫星是为人类社会带来利益最大的卫星，它使全世界信息传播方式发生了革命性变化。卫星电视网即是通信卫星的重要应用之一。
卫星电视网即电视卫星系统，它用于转发声音信号和电视图像信号。通常卫星电视网包括轨道和地面两大组成部分。通信卫星或专用电视卫星是在轨部分，它除了包括一般卫星的基本分系统之外，最重要的有效载荷有转发器、通信天线和遥控遥测系统。转发器实际上是一个宽频带收发信机，相当于一个传话简，其任务是接收地面站发射的电视信号（称上行信号），并经放大、变频后再发回地面（称下行信号）。由于上行信号很弱，转发器通常要将上行信号放大20000倍以上，以使地面易于接收。电视卫星系统的地面分系统包括上行站、测控站，以及大量的接收点。上行站的任务是把广播电视中心送来的广播电视信号经调制和放大后发射给卫星，并接收和监测卫星转发下采的信号和测试卫星转发器的通道。上行站除主站外，还设有移动型或车载型上行站，以供外出采访就地转播之用。测控站的任务是对卫星进行跟踪、测轨、遥测及遥控。电视卫星位于35860千米高的静止轨道上，但要实现全球直播，只有一颗卫星不够，通常需要两到三颗卫星接力式地传送电视信号。
对这些基本系统有所了解后，我们就可以通过实例介绍卫星电视网是如何进行全球电视节目直播的。在1996年亚特兰大奥运会比赛期间，在当地电视中心首先将比赛的实况进行录制、编辑，并转成视频信号送往主上行站（卫星地面站），上行站将这些信号调制到微波载波上，再放大后经天线发往位于大西洋上空的通信卫星。这颗卫星上的转发器将信号转送到位于印度洋上空的通信卫星上，再经该卫星转发器放大和变频后，送到北京的卫星地面站。地面站接收卫星的信号并将其放大、解调，还原成视频信号，送到中央电视台，通过发射塔播放出来。这样，我国的观众可以坐在家里收看到奥运会现场比赛的实况了。由于洲际比赛距离遥远，我国通常都要在比赛时间里租用外国的一颗到几颗通信卫星上的转发器。
当今信息时代要求信息的传送更加迅速。这样，不仅轨道上的卫星必须形成一个网络，地面上的发射、接收站点也要形成一个庞大的系统。对于体育比赛、重大政治活动甚至突发事件如战争、自然灾难等，往往通过移动式或车载式转播系统将事件发生的现场情况录制、转换、放大、调制，直接发送到通信卫星上，经一颗或几颗卫星接力式地接收、放大，最后发回地面站，再由地面站送到电视中心，最后经放大、解调、还原后发射出去，或经有线电视系统送到千家万户。
上述卫星电视直播模式从20世纪60年代直到今天仍是最通行的方法。它虽然实现了远距离电视直播，但存在着许多缺点。对于地广人稀、远离电视发射台的广大观众，他们或者收到的信号很差，或者干脆收不到电视信号。移动电视用户也难以接收电视信息服务。另外，通过地面卫星广播电视中心转播的方式会造成可上卫星的电视频道数较少、信号经多次转发失真较大等严重的缺点。为了扩大卫星电视覆盖面甚至达到全国覆盖，大大增加卫星电视频道数，并朝高清晰度电视方向发展，一个可行的解决方案是发展电视直播卫星。其基本思想是用户无须经过地面的接收和发送台站，而直接接收卫星发回的电视信号。
大功率（几百瓦量级）转发器技术的进步以及VSAT技术的成熟，使电视直播卫星投入实用成为可能。电视直播卫星是卫星把电视信号直接送到用户的接收机上，无须经过地面台站的转发，这对于提高接收质量、方便移动用户和边远地区用户都十分有利。美国在1974年发射成功具有大面积天线的ATS—6通信卫星，首次实现了直接电视广播和双向视频通信。80年代中期以后，欧洲和日本也开始发展电视直播卫星和建立直播卫星电视系统。美国还成立了直播卫星公司，同有线电视公司展开竞争。美国直播电视公司和全美卫星广播公司已累计播送了175个频道的电视节目。用户只需使用45厘米天线和小型电子接收装置就可以直接收看卫星发送的新闻、体育、娱乐和信息服务节目。这是卫星电视直播的一次重大飞跃。
GPS（导航星全球定位系统）的工作
导航卫星是为地面、海上、空中和空间用户提供导航定位参数的应用卫星。导航卫星早期主要用于军事用户导航和定位。1959年12月美国首次发射子午仪导航卫星，而后又发射了两颗试验型子午仪卫星，取得了很大成功。1973年12月，美国国防部又制定了一个“导航星全球定位系统”（GPS）计划，目的是弥补子午仪卫星的不足，建立一个供各军种使用的统一的全球军用导航卫星系统，原计划15年完成。该系统由21颗实用卫星和3颗备用卫星组成，采取中高轨道，均匀分布在6个轨道面内，高度约20000千米，倾角63°。21颗卫星分为Ⅰ型和Ⅱ型，前者重460千克，后者重787千克。1978年7月22日，第1颗导航星发射，1993年10月26日，第21颗导航星发射，标志着该系统初步建成。1994年3月6日，第24颗导航星发射入轨，从而使这项历时20年、耗资上百亿美元的导航星全球定位系统全部建设成功。导航星的定位精度在16米以内，测速精度优于0.1米／秒，计时精度优于120毫微秒（300万年误差1秒）。该系统对民用用户开放的通道定位精度较低，一般在100米左右。
定位常常是军用系统和民用系统需要解决的重要问题。飞船和返回式卫星在回收时，需要弄清落点精确位置。舰只在茫茫大海上航行需要知道自己的位置。发射洲际导弹需要时时跟踪它的位置、方向和速度。坦克部队在大沙漠上行动需要知道自己的方位。士兵在丛林中执行任务时要经常确定自己的位置。为保证运钞车的安全，银行也要通过实时确定它的位置和路线进行安全监视。如果知道丢失的车辆所在的地点，就可能迅速找回。导航星全球定位系统可以满足这些不同用户的复杂定位要求。它可为飞机、舰船、坦克、步兵、导弹、低轨卫星和各种民用用户提供全天候、连续、实时、高精度的位置、时间和速度的精确定位信息。
导航卫星定位的原理是时间测距和多普勒测速。导航星同步发出卫星星历表、时钟校正参数、信号延迟参数、卫星状态参数和识别信息等导航信号，用户接收机在某一时刻可同时接收4颗卫星发出的导航信号，接收机计算机根据卫星发送信号时间和电磁波的传播速度，可以算出用户相对于4颗卫星的距离（称伪距离）。以这4颗卫星为中心，以它们相对用户的距离为半径作4个球面，如果4个球面汇于一点，这个点就是用户的位置。否则就用导航星上的时钟校准接收机时钟，重复计算使球面汇于一点。这样用户的三维位置坐标（径度、纬度和高度）就确定了。通常用户在地球的任何位置至少能同时“看到”6颗以上的导航星，从中选出位置最佳的4颗进行连续的实时三维定位和测速。移动用户则根据接收导航信号频率的变化（多普勒频率）来计算自身运动的速度。获得的位置和速度信号在显示器上显示出来。
导航星全球定位系统是被动式导航定位系统，即用户只须接收卫星发出的信号而无须向卫星发射信号，因而接收装置可以做得非常小巧，一般在几千克左右。美国海湾战争中使用的接收机有的只有0.81千克，尺寸仅22×9×5厘米。
