在轨跟踪与数据中继卫星测控关键技术(下)
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ＬＩ Ｙｕ ｈ ｎ ，ＬＩ Ｎｉ ｇ． ｎｇ ．ｅ ｇ Ｕ ｎ ｎｉ ２ （ １．Ｓ ａｅＫｅ ａ ．ｏ ｎ ｅ ｒｔｄ Ｓ ｒｉｅＮｅｗｏ ｋ ，Ｘｉｉｎ Ｕｎｖ ｒｉ ，ｘｉａ ｈ ａ ｘ １ ０ １ ｔｔ ｙ Ｌ ｂ ｆＩ ｔｇ ａｅ ｅｖｃ ｔ ｒｓ ｄａ ｉｅｓｔ ｙ ’ｎ Ｓ ａ ｎ ｉ ０ ７ 。Ｃｈｎ ； ７ ｉａ ２．ｘｉａ ｎ ｔ ｕｅｏ ｐ ｃ ｄｏＴｅ ｈ ｏｏ ｙ，ｘｉａ ｈ ａ ｘ １ １ ０，Ｃ ｉａ ’ ｎ Ｉｓｉ ｔ ｆ ａｅＲａ ｉ ｃ ｎ ｌｇ ｔ Ｓ ’ ｎＳ ａｎ ｉ ０ ０ ７ ｈｎ ）
（ 上期 ） 续
令 ９ ＝丁 ｒｓ （ Ｒｓ 一ａｃｉ（ Ｒ ＋ Ｒｓ ／ １ ｃ ｃｉ Ｒ ／ ） ｒｓ （ —ａ ｎ ｎ ） Ａ ） ９ ＝丁 ｒｓ （ Ｒｓ ＋ａｃｉ （ Ｒ ＋Ｒｓ ／ ） ， ２ ｃ ｃｉ Ｒ ／ ） ｒｓ （ —ａ ｎ ｎ ）Ａ
６ 星 蚀
地影 、 月影 分 别 发生 于地 球 和月 球 遮 挡太 阳到 卫 星的光 线 时 。地影 固定 出现在 太 阳运行 到赤 道 附
于月 影 中。
） ，
式中 ： Ｍ Ｔ Ｒ ＲＴ 为 Ｄ Ｓ到 月 球 的矢 量 。 因 Ｔ Ｒ Ｄ Ｓ上 看 月球 张角 为 ０ ５ ， ｌ Ｍ一１ ０ ｌ ０ ５时 ， 星都 处 ．。
） （ ， ２ １ ）
与地 影不 同 ， 月影 多数 为半影 ， 因此还 须计 算每 次 月影发 生时 太 阳被遮 挡 的 比例 。根 据地 球一 星一 卫 月 球 的 相 对 位 置 （ 图 ８所 示 ） 设 月 球 和 太 阳对 如 ， Ｔ ＲＳ的 半 张 角 分 别 为 口 ，。 Ｄ Ｍ ｓ，则 有 。 ＝ Ｍ
李 于衡 刘宁 宁 ，
（ ． 安 电 子科 技 大 学 综 合 业 务 网 国 家重 点 实验 室 ， 西 西 安 ７０ ７ ； １西 陕 １０ １
２ 西 安 空 间无 线 电技 术研 究 所 。 西 西安 ７ ０ ０ ） ． 陕 １０ ０
Ｋｅ ｅｈ ｉｕ ｓ ｆ ＆Ｃ ｆｒＯ － ｂｔ ＤＲ Ｐ ｒ ） ｙＴ ｃ ｎｑ ｅ ｏ ＴＦ ｏ ｎＯｒ ｉ Ｔ Ｓ（ ａｔ ２
作 者 简 介 ： 于 衡 （ ９ ３ ）男 ， 级 工 程 师 ， 要从 事 在轨 卫 星 李 １６ 一 ， 高 主 工 程测 控 等工 作 。
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２
上 海 航 天 Ａ Ｒ Ｐ Ｃ Ｓ ＮＧ Ｅ ＯＳ Ａ Ｅ ＨＡ ＨＡｌ
２０ ０ ６年 第 ５期
６ ２ Ｔ ＲＳ月 影 ． Ｄ ．
近 的每 年春 、 分 前 后 约 ２ 秋 ３ｄ的 凌 晨 ， １年 有 ９ ０ｄ
多 。地影 发 生 的 时 刻 和 持 续 时 间 与 卫 星 的 定 点 位 置、 轨道 倾角 有关 。月 影 的 出现 与卫 星位 置有 关 ， 但
无 明显 规律 。 ６１ Ｔ Ｒ ． Ｄ Ｓ地 影
收 稿 日期 ： ０ ５ １ — １ 修 回 日期 ： ０ ６Ｏ — ９ ２ ０ — ２０ ； ２ ０ 一 １０
图 ８ 卫 星 ． 球 ． 阳相 对 位 置 月 太
Ｆｉ ８ Ｐｏ ｉｉ ｅａ ｉ ｓ ｐ ａ ｏｎ ｈｅｓ ｎ， ｇ． ｓｔｏｎ ｒ ｌｔｏｎ ｈｉ ｍ ｇｔ ｕ ｔＩ ｏ ｎ ｎｄ ａ ｓ ｅ ｌｔ ｌｅｍ ｏ ａ ａｔｌｉｅ
Ａ
ａ ｃｏ ｒｃ ｓ
㈤＋ａｓ ａｃ（ ｃ ｒ ｏ
， （ ３ ２）
。
０ Ｍ
７ ４ 跟 踪 角 度 相 近 ．
式中：
Ａ ／ａ 。
同理 ， 球一 星一 阳之 间 的夹角 ０ 月 卫 太 Ｍ可表 示为
根 据 地 球 一 星一 阳 的 相 对 位 置 （ 图 ７所 卫 太 如 示 ）设 Ｔ Ｒ ， Ｄ Ｓ在距 地 心 为 ｒ的 点 ＰＴ处 ， 与 地 日 它
连线 对地 心 的张角
一 ａｒｃＣＯＳ
０…ｃ（ Ｍ Ｃ Ｏ Ｓ
（ 此处 ， Ｒｓ为 太 阳半 径 ； 为 日地 平 均 距 离 ） 则 可 Ａ ，
算 得 １ ７ ．３ 。 ＝１ １ ５ ９【 当 ＜ ＝１ １ ０ ２ ， ２ ７ ．６ 。 。 １ 时 ＴＤ Ｓ处 于光 照 区 ； Ｒ 当 １ ≤ ＜ ２时 ＴＤ Ｓ处 于半 Ｒ 影区； 当 ２ ≤ 时 Ｔ Ｓ处 于全 影 区。 ＤＲ
ａｃｉ（ ／ Ｍ ， ＝ａｃｉ （ ／ ｓ （ 处 ， ｒｓ ＲＭ ＲＴ ） ｓ ｒｓ Ｒｓ ＲＴ ） 此 ｎ ｎ ＲＭ
＝ 为月球 半 径）引。这样 ， 阳被蚀 面积 Ａ 为 【 太
实 际应 用 中 ， ＤＲ Ｔ Ｓ天 线 波 束 宽 度 远 小 于用 户 星的波 宽 ， 使用 户 星 到 Ｔ ＲＳ的视 线 受 太 阳照 射 致 Ｄ 的概 率 和 持续 时 间 远 大 于 Ｔ Ｒ Ｄ Ｓ到 用 户 星视 线 的 状 况 。因此 ， 前者 是考 虑 的重 点 。
月球
式 中 ： ｓ ０ ＸＩ ＺＩ 中太 阳矢 量 。 Ｓ 为 一 ｙＩ 系
图 ７ 地球 － 星－ 阳 相 对 位 置 卫 太
Ｆｉ ７ Ｐｏ ｉｉ ｎ ｒ ｌｔｏ ｓ ｉ ｍ ｏ ｇ ｔ Ｂ ｇ． ｓｔｏ ｅａ ｉ ｎ ｈ ｐ ａ ｎ ｈｅｓ ｎ， ｔ ａ ｔ ｎｄ ａ ｓ ｔＩｉｅ ｈｅｅ ｒ ｈ ａ ａ ｅｌｔ
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上 ２０ ０ ６年 第 ５期 文章 编 号 ：０ ６１３ （０ ６ ０ ，０ １０ １０ —６ ０ ２ ０ ）５０ ０ ．５
海
航
天
ＡＥＲ０６ＰＡＣＥ Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ
在 轨 跟 踪 与数 据 中继 卫 星测 控 关 键 技 术 （ ） 下
（ 上期 ） 续
令 ９ ＝丁 ｒｓ （ Ｒｓ 一ａｃｉ（ Ｒ ＋ Ｒｓ ／ １ ｃ ｃｉ Ｒ ／ ） ｒｓ （ —ａ ｎ ｎ ） Ａ ） ９ ＝丁 ｒｓ （ Ｒｓ ＋ａｃｉ （ Ｒ ＋Ｒｓ ／ ） ， ２ ｃ ｃｉ Ｒ ／ ） ｒｓ （ —ａ ｎ ｎ ）Ａ
６ 星 蚀
地影 、 月影 分 别 发生 于地 球 和月 球 遮 挡太 阳到 卫 星的光 线 时 。地影 固定 出现在 太 阳运行 到赤 道 附
于月 影 中。
） ，
式中 ： Ｍ Ｔ Ｒ ＲＴ 为 Ｄ Ｓ到 月 球 的矢 量 。 因 Ｔ Ｒ Ｄ Ｓ上 看 月球 张角 为 ０ ５ ， ｌ Ｍ一１ ０ ｌ ０ ５时 ， 星都 处 ．。
） （ ， ２ １ ）
与地 影不 同 ， 月影 多数 为半影 ， 因此还 须计 算每 次 月影发 生时 太 阳被遮 挡 的 比例 。根 据地 球一 星一 卫 月 球 的 相 对 位 置 （ 图 ８所 示 ） 设 月 球 和 太 阳对 如 ， Ｔ ＲＳ的 半 张 角 分 别 为 口 ，。 Ｄ Ｍ ｓ，则 有 。 ＝ Ｍ
李 于衡 刘宁 宁 ，
（ ． 安 电 子科 技 大 学 综 合 业 务 网 国 家重 点 实验 室 ， 西 西 安 ７０ ７ ； １西 陕 １０ １
２ 西 安 空 间无 线 电技 术研 究 所 。 西 西安 ７ ０ ０ ） ． 陕 １０ ０
Ｋｅ ｅｈ ｉｕ ｓ ｆ ＆Ｃ ｆｒＯ － ｂｔ ＤＲ Ｐ ｒ ） ｙＴ ｃ ｎｑ ｅ ｏ ＴＦ ｏ ｎＯｒ ｉ Ｔ Ｓ（ ａｔ ２
作 者 简 介 ： 于 衡 （ ９ ３ ）男 ， 级 工 程 师 ， 要从 事 在轨 卫 星 李 １６ 一 ， 高 主 工 程测 控 等工 作 。
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２０ ０ ６年 第 ５期
６ ２ Ｔ ＲＳ月 影 ． Ｄ ．
近 的每 年春 、 分 前 后 约 ２ 秋 ３ｄ的 凌 晨 ， １年 有 ９ ０ｄ
多 。地影 发 生 的 时 刻 和 持 续 时 间 与 卫 星 的 定 点 位 置、 轨道 倾角 有关 。月 影 的 出现 与卫 星位 置有 关 ， 但
无 明显 规律 。 ６１ Ｔ Ｒ ． Ｄ Ｓ地 影
收 稿 日期 ： ０ ５ １ — １ 修 回 日期 ： ０ ６Ｏ — ９ ２ ０ — ２０ ； ２ ０ 一 １０
图 ８ 卫 星 ． 球 ． 阳相 对 位 置 月 太
Ｆｉ ８ Ｐｏ ｉｉ ｅａ ｉ ｓ ｐ ａ ｏｎ ｈｅｓ ｎ， ｇ． ｓｔｏｎ ｒ ｌｔｏｎ ｈｉ ｍ ｇｔ ｕ ｔＩ ｏ ｎ ｎｄ ａ ｓ ｅ ｌｔ ｌｅｍ ｏ ａ ａｔｌｉｅ
Ａ
ａ ｃｏ ｒｃ ｓ
㈤＋ａｓ ａｃ（ ｃ ｒ ｏ
， （ ３ ２）
。
０ Ｍ
７ ４ 跟 踪 角 度 相 近 ．
式中：
Ａ ／ａ 。
同理 ， 球一 星一 阳之 间 的夹角 ０ 月 卫 太 Ｍ可表 示为
根 据 地 球 一 星一 阳 的 相 对 位 置 （ 图 ７所 卫 太 如 示 ）设 Ｔ Ｒ ， Ｄ Ｓ在距 地 心 为 ｒ的 点 ＰＴ处 ， 与 地 日 它
连线 对地 心 的张角
一 ａｒｃＣＯＳ
０…ｃ（ Ｍ Ｃ Ｏ Ｓ
（ 此处 ， Ｒｓ为 太 阳半 径 ； 为 日地 平 均 距 离 ） 则 可 Ａ ，
算 得 １ ７ ．３ 。 ＝１ １ ５ ９【 当 ＜ ＝１ １ ０ ２ ， ２ ７ ．６ 。 。 １ 时 ＴＤ Ｓ处 于光 照 区 ； Ｒ 当 １ ≤ ＜ ２时 ＴＤ Ｓ处 于半 Ｒ 影区； 当 ２ ≤ 时 Ｔ Ｓ处 于全 影 区。 ＤＲ
ａｃｉ（ ／ Ｍ ， ＝ａｃｉ （ ／ ｓ （ 处 ， ｒｓ ＲＭ ＲＴ ） ｓ ｒｓ Ｒｓ ＲＴ ） 此 ｎ ｎ ＲＭ
＝ 为月球 半 径）引。这样 ， 阳被蚀 面积 Ａ 为 【 太
实 际应 用 中 ， ＤＲ Ｔ Ｓ天 线 波 束 宽 度 远 小 于用 户 星的波 宽 ， 使用 户 星 到 Ｔ ＲＳ的视 线 受 太 阳照 射 致 Ｄ 的概 率 和 持续 时 间 远 大 于 Ｔ Ｒ Ｄ Ｓ到 用 户 星视 线 的 状 况 。因此 ， 前者 是考 虑 的重 点 。
月球
式 中 ： ｓ ０ ＸＩ ＺＩ 中太 阳矢 量 。 Ｓ 为 一 ｙＩ 系
图 ７ 地球 － 星－ 阳 相 对 位 置 卫 太
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海
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天
ＡＥＲ０６ＰＡＣＥ Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ
在 轨 跟 踪 与数 据 中继 卫 星测 控 关 键 技 术 （ ） 下