卫星星座轨道设计方法

合集下载

一种geo、leo混合星座及其设计方法与流程

一种geo、leo混合星座及其设计方法与流程混合星座是指将地球轨道（GEO）和低地球轨道（LEO）两种轨道结合起来，以实现更全面、更高效的卫星覆盖。

这种混合星座的设计涉及到卫星轨道、通信覆盖范围、卫星编队、地面站布局等多个方面。

下面将介绍一种混合星座的设计方法及流程。

设计方法：1.明确需求：首先要明确混合星座的使用需求，例如覆盖范围、带宽需求、通信时延要求等。

2.选择轨道高度：根据需求选择GEO和LEO的轨道高度，通常GEO轨道高度为35786公里，LEO轨道高度为2000-2000公里。

3.设计卫星轨道：根据选择的轨道高度，设计卫星的轨道参数，包括轨道倾角、轨道周期等。

4.确定卫星数量：根据覆盖需求和轨道参数确定所需的卫星数量，包括GEO卫星和LEO卫星。

5.确定卫星编队：根据卫星数量和轨道参数确定卫星的编队方式，包括卫星之间的相对位置、通信连接方式等。

6.布置地面站：根据卫星轨道和编队确定地面站的布局，以实现对卫星的有效跟踪和通信。

设计流程：1.需求分析：确定混合星座的使用需求，包括覆盖范围、带宽需求、通信时延要求等。

2.轨道设计：根据需求选择GEO和LEO的轨道高度，并设计卫星轨道参数。

3.卫星设计：设计GEO和LEO卫星的结构、质量、功耗等参数。

4.卫星编队：确定卫星之间的相对位置和通信连接方式，以实现卫星之间的协同工作。

5.地面站设计：布置地面站，包括地面站位置、天线类型、通信频段等。

6.系统集成：将GEO和LEO卫星及地面站集成到一体，进行系统测试和调试。

7.运行维护：运行混合星座系统，并进行运维维护，确保系统的正常运行。

通过以上设计方法和流程，可以实现混合星座的高效设计和部署，以满足不同应用场景的需求。

混合星座的优势在于能够充分发挥GEO和LEO卫星的各自优势，实现更广泛、更灵活的覆盖范围，为卫星通信和导航应用提供更好的服务。

GNSS遥感探测卫星星座设计

0254-6124/2021 /41 (3)-475-08Chin. J. Space Sci.空间科学学报W A N G Jueycio, F U Yang, BAI Weihua, W E I Shilong, G U O Bibo, Y A N Feng, XIE Chengqing. Design of G N S S remote sensing satellite constellation (in Chinese). Chin. J. Space Sci., 2021, 41(3): 475-482. DOI:10.11728/cjss2021.03.475G N S S遥感探测卫星星座设计+王珏瑶1符养2白伟华3魏世隆1郭碧波1闫峰1谢成清11(深圳航天东方红卫星有限公司深圳518057)2(北京应用气象研究所北京100029)3(中国科学院国家空间科学中心北京100190)摘要随着全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System, GNSS)掩星大气探测技术的兴起，GNSS 遥感探测数据在气象数据资源中逐步占据重要地位，但是目前的掩星探测数量远不能满足数值天气预报等应用的需求，未来更需要充分利用GNSS信号资源，开展更大规模的GNSS掩星卫星星座探测.本文以世界气象组织发布的大气海洋数据需求为参考，提出新一代GNSS遥感探测星座任务需求与设计约束.在理想大气模型假设下，利用几何解析方法研究了探测卫星星座构型参数对探测性能的影响，并建立了新一代GNSS遥感探测卫星星座设计基本准则.以风云卫星为子星座，给出了星座规模同为40颗的三种GNSS遥感探测微纳卫星星座设计方案.研究结果表明，具备该规模的探测星座可满足数值天气预报等气象应用的最低数据需求，三种构型方案中.由高、中、低倾角三组Walker•子星座与风云卫星子星座组建的GNSS遥感探测星座探测性能最优.关键词卫星星座，GNSS，无线电遥感，气象探测，微纳卫星中图分类号V 474D esign of G N S S R e m o te S ensingS a te llite C o n ste lla tio nWANG Jueyao1FU Yang2BAI Weihua3WEI Shilong1GUO Bibo1YAN Feng1XIE Chengqing1l(Shenzhen Aerospace Dongfanghong Satellite Ltd,., Shenzhen518057)2(Beijing Institute of Applied Meteorology, Beijing100029)^(National Space Science Center, Chinese Academy of Sciences, Beijing100190)A b s t r a c t G l o b a l N a v i g a t i o n Satellite S y s t e m (G N S S) r e m o t e sensing c a n p rovide irreplaceable atm o s p h e r i c s o u n d i n g d a t a b a s e d o n its s o u n d i n g technology. B u t the research o n satellite constellation design for G N S S r e m o t e sensing is relatively b a c k w a r d.In-orbit resources h a v e no t b e e n fully utilized, **国家自然科学基金项目资助（41405039, 11802073)2019-12-18收到原稿，2020-10-12收到修定稿E-mail: 188****************476Chin. J. Space Sci.空间科学学报2〇21, 41(3)and the design of sounding satellite constellation lacks systematic and theoretical support. Under the assumption of ideal atmosphere model, the effect of configuration parameters of sounding constellation on sounding performance is studied by geometric analysis method. With 200km x200kmx6h as the reference scale, the design criteria for the new generation of GNSS remote sensing sounding satellite constellation are established. Four of FY-3 satellites are combined to make GNSS remote sensing satellite constellation optimization design results under three kinds of constellation configurations. The results show that the design criteria are feasible and instructive. In combination with the FY-3 satellites, three Walker sub-constellations with inclination of 68°, 60° and 24° have the best performance.K e y w o r d s Satellite constellation, Radio remote sensing, GNSS, Meteorological sounding,Micro-Nano satellite〇引言近20年来，全球导航卫星系统（G l o b a l N a v ig a t i o n S a t e l l i t e S y s t e m，G N S S) 气象学已成为地球遥感领域的热门学科之一.G N S S大气海洋遥感技术从试验阶段逐步向业务化应用转化，在数值天气预报、热带台风预警、气候研究等领域取得了显著进展.欧洲中期数值预报中心评估认为，G N S S掩星大气探测获取的大气参数廓线资料是降低全球数值天气预报误差的最佳数据源之一各国正逐步脱离单星或多星技术测试系统，进一步研发具备业务功能的大规模星座探测系统.目前，在轨运营的G N S S遥感探测卫星星座均由美国政府部门主导研发，包括美国国家海洋和大气管理局与中国台湾地区共同建设的C O S M I C-2星座，S p i r e公司研制的立方星气象星座，美国航空航天局的全球导航卫星台风监测星座C Y G N S S等卜51.此外，中国近年发射的风云三号气象卫星（C/D星）和欧洲的M e t O p卫星（A/B/C星）上也搭载了 G N S S遥感载荷，可获取有限的大气海洋探测数据[6_81.与传统光学遥感载荷相比.G N S S遥感探测载荷具有体积小、重量轻、功耗低等特点，适合微纳卫星平台搭载.基于微纳卫星组建的大规模G N S S遥感探测星座具有极高的投入产出比和高弹性优势，S p i r e公司近5年来先后设计、制造并发射了 84颗G N S S遥感探测卫星，探测载荷已实现对G P S,G L O N A S S,G a l i l e o和Q Z S S 等G N S S的信号兼容接收，并计划发展由数以百计微纳卫星组成的G N S S大气海洋遥感星座，实现每日对全球任意地点的近百次全天候全天时G N S S遥感探测[41.星座设计是一项基于任务需求与约束，通过分析对比方案性能迭代寻优的设计过程.源于GNSS遥感探测具有典型的随机特性，难以通过解析方法精准预估此类星座的探测性能.现有G N SS大气掩星探测星座设计研究多采用枚举法，逐一仿真分析星座参数对星座探测性能的影响，并通过大量数值仿真进行星座参数的迭代寻优m21，星座设计效率低，不利于实现大规模星座设计.试验型的COSM IC星座将6颗轨道倾角为72°的卫星以30°间隔均分在6 个轨道面上，探测资料纬度方向均匀性不理想；业务型COSMIC-2星座仅包含6颗卫星，轨道倾角为24°，中高纬地区无覆盖.欧洲的M etO p和中国风云三号卫星是在传统气象卫星上搭载GNSS遥感探测载荷，卫星数量少，探测的覆盖性和效能受到约束.关于如何高效设计满足气象海洋预报业务需求的GNSS 海面反射（简称海反）探测星座的研究较少.本文从世界气象组织（World Meteorological Organization, W M O)推荐的大气海洋参数探测需求出发，以数值天气（海洋）预报为应用背景，研究进一步提升探测效能的G N SS遥感卫星星座最优设计方案，为未来发展业务化GNSS遥感星座提供技术参考.1GNSS遥感探测星座特点与任务需求穿过地球大气的GNSS无线电信号在传播过程中由于大气介质的干预使得信号的相位和振幅发生变化，是GNSS 卫星测量的误差源之一.相对于解决王珏瑤等：G N SS遥感探測卫星星座设计477如何在空间测量技术中消除这些误差的正演问题研究，G N S S遥感是通过在低轨道（L o w E a r t h O rb i t,L E O)上运行的探测载荷高频接收 G N S S无线电信号，再利用这些含有误差的信号求解大气海洋环境参数的反演问题研究.G N S S卫星提供探测信号源. L E O卫星接收G N S S信号执行探测，主要以掩星探测和海反探测两种方式为主，如图1中红色和橙色线所示.当G N S S卫星相对L E O卫星从地表升起或下沉时，即发生掩星事件.基T-掩星事件的临边观测特性. 星载接收机可以高频采集自地表以上高度内包含大气介质诱因的G N S S无线电信号数据，通过多频对比或与所接收的其他G N S S卫星无线电信号数据对比，可以反演出地表以上高度内的干湿气压、温度、电子密度等地球大气剖面数据.类似地.当G N S S卫星与L E O卫星和地表（海面）构成反射几何关系时.即发生海反事件.星载接收机高频采集经海面反射的G N S S信号，通过与来自其他G N S S卫星的直射信号数据对比，可以反演出海面高度、海面风场、海水盐度等海洋数据.图1G N S S遥感探测Fig. 1Position relationship between the G N S S-L E Osatellites and the Earth基于掩星几何关系、反射几何关系的G N S S遥感探测应用与常规遥感卫星应用存在巨大差异，探测事件的发生具有随机性和离散性，测点位置与瞬时G N S S卫星、L E O卫星、地球三者位姿紧密相关，测点地表投影大致随L E O卫星星下点轨迹分布.这里从密切贴合气象应用需求的角度出发，基于W M O发布的大气海洋数据需求（见表1)[131,提出满足大气海洋数据需求基础值的G N S S遥感探测星座任务需求实现6h内全球测点投影间距200k m分布.同时，提出对G N S S遥感资源最大化利用的理念，建立以下G N S S遥感探测星座设计约束.⑴充分利用中国G N S S遥感探测资源，将拟于2〇2〇年后入轨的4颗风云三号（E/F/G/R星)系列卫星作为探测星座的子星座完成星座设计.(2) 选取北斗三号卫星标称星座和g p s,G l on a s s及 G a l i l e o目前在轨卫星（总计 m 颗）作为G N S S遥感主信源M l.分析中国境内及周边区域内探测性能时，考虑将I R N S S和Q Z S S目前在轨的11颗卫星作为补充信源.(3) 将G N S S掩星遥感探测作为主遥感方式.参考C O S M I C系列卫星和风云卫星载荷参数,预设星载G N S S掩星接收天线安装分装在探测卫星运行前后双向，水平视场范围为±40°;原始探测数据反演成功率约为70%丨3,61.2 GNSS遥感探测星座设计准则由G N S S掩星遥感探测原理可知，在理想的洋葱型大气模型假设下.基于星地-星临边几何关系的掩星遥感探测问题可近似转化为仅与L E O卫星轨道相关的星地遥感探测问题[151.单轨道周期内，虚拟星地遥感观测域呈现带状覆盖特性.利用几何关系可G N S S9 satellite B表i部分大气海洋数据需求T a b le 1 S e c tio n a l a tm o s p h e ric a n d o c e a n ic d a t a r e q u ire m e n ts参数名称应用领域水平间距需求/k m观测周期需求/h数据范围最理想最适度最低最理想最适度最低大气温度数值预报501005001624全球对流层温度短期预报10252000.516全球近地表气压数值预报15502500.516全球水蒸气数值预报155********全球水平风场海洋应用10502001324全球Orbit altitude/km图2全球GN S S遥感探测卫星轨道倾角极值变化曲线Fig. 2 Inclination curve for global GN S Sremote sensingwith different orbit altitudes50°, 80°时不同轨道咼度LE O卫星相邻轨交点经度差，两条黑色虚线标识虚拟星地遥感观测条带边界与星下点地心角极值.理想假定下，当L E O卫星轨道高度接近600km时，任选卫星轨道倾角可实现相邻轨圈无缝覆盖;当LE O卫星轨道高度达到750 km或以上时，任选卫星轨道倾角均可严格实现相邻轨圈无缝覆盖.基于该虚拟星地遥感模型和GN S S遥感探测星座任务需求与设计约束，提出G N S S遥感探测星座设计基本准则如下.准则1为实现200km x200km x6h 的时空分辨率，理论上地表可分为12 780个网格，则单位时间内可实现全球探测的星座所含卫星数量计算式为A ^le o> ceil(12 780 - OJ^fy)^O .T S 'l e o⑷式中，c e i l 为向上取整函数，f c 为覆盖重数，S F Y 为单位时间内风云卫星总探测量，5L E O 为单位时间内单推导G N S S遥感探测覆盖边界与星下点间地心夹角算式如下：<A (-f ^L E 〇) = 4a r c t a n | c o s a r c t a n(c o s 0(F)t a n (<5A n t H /2)) ]tan0(F)}.⑴式中，<5A n t H 为星载掩星接收天线水平视场，为随L E O卫星轨道高度//变化的虚拟星地遥感观测条带边界与星下点间地心角函数.G N S S掩星遥感探测纬度覆盖范围主要由L E O卫星轨道倾角、轨道髙度和天线视场决定.当0分别取最大、最小值时，可以实现全纬度覆盖的GN S S遥感星座内LE O卫星轨道倾角阀值如图2所示.轨道倾角极值随天线 7JC 平视场的扩大而降低,轨道倾角极值随轨道高度的增高而降低.利用轨道交点周期，其计算式为式中，a 为轨道半长轴./为轨道倾角，/x 为地心引力常数，凡为地球半径，J 2为地球非球形摄动因子,可以得到卫星相邻轨圈地理经度差为Aip = T N (w e — /?), (3)式中，％为地球自转角速度为轨道升交点赤经漂移速率.由式（3)可计算不同轨道高度LE O卫星相邻轨地理经度差与虚拟星-地遥感观测域间的关系，如图3所示.图3中红绿蓝线分别标识轨道倾角为20°，32478Chin. J. Space S c i .空间科学学报 2〇21, 41(3)Extremum value Orbit inclination2〇 I -----------1-----------1-----------1-----------1-----------5006007008009001000Orbit altitude / km(0)/U O !1C O .S P U J I B .t ;q J O l >P B J M O J J <u Qi345678912o o o o oo o ----1100()(90()()8)()7)()007654321098765 457777777766666^(o )/u.2J B U I o u l e 3llqJO3P S S 0J O.8643 2 2 2()/3J c t l u c «3I J l u 3o 03o图3卫星星下点轨迹地理经度差与覆盖范围对比Fig. 3Contrast between the ground tracks gap and the detection range王J 玉瑶等：G N SS 遥感探測卫星星座设计479颗L E O探测卫星探测量的均值.准则2为提高掩星品质，探测星座内卫星轨道应选用圆形112'15]，且以顺行轨道为佳.即e = 0,I e [0,90°].(5)准则3为实现全球均匀覆盖，基于图2选择探测星座内卫星轨道倾角.当星座内存在不同轨道倾角时，为改善不同倾角子星座相对漂移产生的探测性能浮动性，基于圆轨道卫星升交点赤经漂移率亡算式，推导出构建相同升交点赤经漂移速率所需轨道倾角/与轨道高度丑匹配值的计算式为a = H Re^/.Re + H j \3b _ cos/j⑵\ Re Hj ) COS Ij式中：为地球半径；丑为卫星轨道高度；J 为卫星轨道倾角.显然，较高的轨道配置和较低的倾角有利于缩小升交点赤经漂移速率差.准则4为实现较高投入产出比，可利用探测星座内卫星运行特性实现连续轨圈无缝覆盖.降低星座成本.由图3可知，实现全球覆盖的L E O 卫星相邻轨圈可覆盖赤道圈经度差约为35°，理论上单颗LE O卫星绕地运行12轨圈可实现全经度覆盖.显然，探测星座内同倾角、同轨道高度卫星组建的子星座轨道面数P 不小于6,有助于提高探测覆盖时空均匀性，即P^ 6.(8)准则5探测星座内卫星轨道高度应基于图3择低选择.一方面.从探测效能考虑，轨道尚度越低，L E O卫星绕地运行速率越快，单位时间内探测概率越高；另一方面，从星座成本考虑，轨道髙度越低，LE O卫星寿命末期主动离轨所需的速度增量需求越低，推进代价越小，整星质量越小.3 GNSS 遥感探测星座优化设计方案3.1星座建模3.1.1卫星轨道高度与倾角设计依据准则2和准则5,可初步设定GN S S遥感星座包含600km高度卫星轨道.由式⑴可知，600km高度卫星轨道倾角应不低于24°，实现全球覆盖的卫星倾角最小值约为74°.由式（6)可知，卫星轨道面漂移速率由轨道倾角、轨道高度共同决定，为减小不同倾角卫星间碰撞概率，考虑卫星轨道短周期摄动作用下的瞬根波动规律，依据经验设定不同轨道倾角的卫星间保留l 〇k m 轨道高度差.依据准则3,得到与600km高度卫星升交点赤经漂移率相等的LE O卫星轨道参数变化曲线，如图4所示.由图4可见，随着与600km高度卫星轨道的轨道高度差增大，同漂移率的卫星轨道倾角差相对增大，更有利于实现均匀的覆盖性能.初步设定与 600 km高度轨道卫星同升交点漂移率的卫星轨道高度为1400k m，且600km髙度轨道卫星的轨道倾角相对高于1400k m高度轨道卫星的轨道倾角.3.1.2卫星数量与构型设计理论上，运行在太阳同步轨道上的风云卫星可实现全纬度GN S S遥感探测.经仿真计算,4颗风云卫Orbit inclination with 600 km altitude/()图4升交点赤经漂移率相等的LEO 轨道参数曲线Fig. 4 Inclination curves by different orbit altitude with the same drift rate()/312l .t :J P !L »£B S 3-s -5!M u o l c su l l n u ll l q jo480Chin. J. Space Sci.空间科学学报2021, 41(3)星以北斗、G P S和G alileo卫星为信源，获取中性层大气掩星探测量总计约1600次/6h;而轨道高度为600 k m的单颗L E O卫星获取中性层大气掩星探测量不低于490次/6h.依据准则1,可计算GNSS 遥感星座理论上应至少包含34颗600 k m高度LEO 卫星.依据准则3,当上述LEO卫星选取多个轨道倾角时，低倾角轨道高度将高于600k m.依据准则5,轨道高度越高，单位时间内获取掩星事件概率越低，需适当增加卫星数量满足探测量需求.综上所述，为提供一定的冗余度且便于不同构型方案效能比对，本文设定G N SS遥感星座为包含4颗风云卫星和36 颗L E O卫星的混合星座.依据准则4,将除风云卫星以外的36颗LE O卫星按轨道倾角分组，组建G N S S遥感探测星座子星座,子星座内轨道面数为6.分别以同倾角同高度轨道、双倾角同升交点赤经漂移率轨道和多倾角同高度轨道为三类约束建立A, B，C三种子星座组网模型.在上述基础上，分别添加由4颗风云卫星组成的探测子星座，形成A+, B+，C+三种G N S S遥感探测星座构型方案.3.2星座优化设计依据所提出的设计准则，可快速完成部分探测星座构型参数的初步选取和设计，星座内卫星星下点轨迹具备一定的二维全球均布特性.因A+, B+，C+三种方案内探测卫星数量相同，探测信源一致,卫星运行周期接近，三种方案可获取的遥感探测量差异较小.在此基础上，G N S S遥感探测星座优化设计归一化为测点分布均匀度的最优化研究问题.为衡量G N S S遥感探测星座的探测均匀性,以200 k m为间距将全球地表栅格化，生成约12800 个均匀分布的格点.将格点周边掩星测点投影量大于其平均值的格点占比最大化作为优化目标，建立星座优化目标函数，即基于该目标函数,迭代得到各方案内子星座模型优化设计结果（见表2).W a l k e r构型码i V/P/F:i，中各参数分别对应星座内卫星数量、轨道面数、相位因子、轨道倾角和轨道高度[161.3.3探测性能分析分别将风云卫星子星座与表2中所列出的各子星座整合，形成G N SS遥感探测星座方案A+，B+ 和C+，统计分析6h内各星座方案探测的性能（见表3).由表3可知，三种方案6h内获取的掩星探测次数均高于18000次，约为C O S M I C探测量的24倍; 三种方案均可近似实现200k m x 200k m x6h的时空覆盖，覆盖率高于75%，是C O S M I C星座500k m x 500k m x24h时空分辨率的25倍;三种方案6h内获表2 G N S S遥感探测星座优化设计结果T a b le 2 R e s u lts o f o p tim iz a tio n d e sig n fo r G N S S re m o tese n sin g s a te llite c o n s te lla tio n方案名称子星座名称子星座构型码A+A36/6/1 ：72°, 600 k mB+B30/6/1:55°, 600 k m; 6/6/4:33°, 1400 k mC+C6/6/4:68°, 610 k m; 24/6/1:60°, 600 k m; 6/6/4:24°, 590 k m表3 G N S S遥感探测性能统计T a b le 3 P e rfo rm a n c e s ta tis tic s o f G N S S re m o te se n sin g s a te llite c o n s te lla tio n s组合方案卫星数量全球掩星大气探测中国周边掩星大气探测全球海域海反探测探测量栅格覆盖率/(%)探测量栅格覆盖率/(%)探测量栅格覆盖率/(%)A+4019 97875.97162883.1035 42392.23 B+4018 80977.61160385.823488490.72 C+4019 56079.88173890.1335 35696.71-150 -90 30 30 90 150Longitude/(。

Flower卫星星座设计方法研究

Flower卫星星座设计方法研究
曾喻江;胡修林;王贤辉
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2007(028)003
【摘要】介绍了一种具有共地面轨迹和良好相位特性的新颖的Flower卫星星座设计方法.与常见的星座设计方法不同,在地球中心固定坐标系中可以更好的体现Flower星座的特点.通过Flower星座模型参数与星座中卫星轨道参数之间的关系式,实现了Flower星座的研究设计软件Satsim.结合Satellite Tool Kit仿真软件,给出了利用Flower星座设计一个能为GEO卫星进行导航的卫星导航系统实例,探讨了将Flower星座广泛应用于更多卫星星座系统设计的可能.
【总页数】4页(P659-662)
【作者】曾喻江;胡修林;王贤辉
【作者单位】华中科技大学电子与信息工程系,武汉430074;华中科技大学电子与信息工程系,武汉430074;华中科技大学电子与信息工程系,武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】V412_41
【相关文献】
1.卫星AIS星座设计及性能分析 [J], 何京; 刘民伟; 宋果林; 王东宇; 王权
2.基于几何分析的正交圆轨道卫星星座设计方法 [J], 包翔;雷磊;沈高青;李志林
3.GNSS遥感探测卫星星座设计 [J], 王珏瑶;符养;白伟华;魏世隆;郭碧波;闫峰;谢成
清
4.应用于物联网的卫星星座设计及分析与覆盖仿真 [J], 马晓攀;孔念平;余少波
5.基于遗传算法的区域性Flower星座设计 [J], 胡修林;王贤辉;曾喻江;王莹
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

北斗导航系统多轨道卫星星座分析与设计

的条件下为北斗二代卫星导航系统的地面系统研制、建设和测试提供一个可靠、易用的仿真和测试环境［１］。星座设计的主要内容包括：星座类型、轨道高度的选择及轨道参数的设计与优化。本文将对所设计的腹进行
ＳＯ的全球卫星导航系统。
关键词北斗导航系统；几何排列；星座构型
中图分类号ＴＮ９６７．２
ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆＭｕｌｔｉｐｌｅＯｒｂｉｔＳａｔｅｌｌｉｔｅＣｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｆｏｒＢｅｉｄｏｕＮａｖｉｇａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ
１引言
我国第二代卫星导航系统一 “ 北斗二代 ” 卫星导航系统的研制已经进人组网高峰期。由于北斗二代正在建设中，
相关文章和资料比较少，进行北斗二代的星座设计具有重
要意义。
座、玫瑰星座等。其中６星座得到广泛应用，通常称为
此基础上增加一个倾斜地球同步轨道卫星星座ｌ＿３］扩充成一
其中，Ｆ一０，１ …，Ｐ—ｌ。任一条轨道上的一颗卫星经过它的升交点时，相邻的东侧轨道上的对应卫星已经越过它自己的升交点，并覆盖了的地心角。Ｎ是星座的卫星总数，即Ｎ—ＰＳ，Ｆ是在不同轨道面内的卫星相对位置的量纲为１的量，称为相位因子，它可以是从０～Ｐ— ｌ的任何

卫星星历的可视化表达与卫星轨道的设计

卫星星历的可视化表达与卫星轨道的设计1. 引言1.1 介绍卫星星历的重要性卫星星历是卫星导航系统中至关重要的组成部分，它是描述卫星位置和时间变化的数学模型。

卫星星历的准确性直接影响到卫星导航系统的性能。

在定位、导航和遥感等领域，卫星星历的重要性不言而喻。

卫星星历是确定卫星位置的基础。

通过卫星星历，我们可以知道每颗卫星在任何时刻的精确位置，从而实现精准的定位和导航。

卫星星历还可以用于时间同步和时间校准。

卫星导航系统需要精确的时间参考来进行定位计算，而卫星星历正是提供这样的时间信息。

卫星星历还可以用于天文观测和科学研究。

通过观测一颗或多颗卫星的运动，我们可以研究宇宙空间的物理规律和天体运行的规律。

可以说卫星星历在各个领域都起着重要的作用，它是现代科技发展不可或缺的组成部分。

1.2 介绍卫星轨道设计的基本概念卫星轨道设计是指在航天器的设计过程中确定航天器的轨道参数，以保证其可以按照既定的轨道运行。

而设计一个合适的卫星轨道对于卫星任务的顺利执行至关重要。

基本的卫星轨道设计概念包括轨道高度、倾角、轨道形状等。

轨道高度是指卫星距离地球表面的距离，它直接影响到卫星的通信范围、数据传输速度等。

较低的轨道高度意味着更短的通信延迟，但需要更大的推力以维持轨道稳定。

较高的轨道高度则意味着更大的通信覆盖范围，但通信延迟也相应增加。

轨道倾角是指轨道平面与地球赤道面的夹角，它决定了卫星在地球上的可见范围。

不同倾角的轨道可以提供不同的全球覆盖能力，选择合适倾角的轨道可以最大程度地满足卫星任务的需求。

轨道形状也是一个重要的设计参数，常见的轨道形状包括圆形轨道、椭圆轨道等。

不同的轨道形状适用于不同的任务需求，例如椭圆轨道可以实现卫星在不同地球位置上停留的能力。

卫星轨道设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多个参数以满足卫星任务的需求。

只有设计合理的卫星轨道，才能确保卫星能够稳定运行并有效地完成其任务。

卫星轨道设计的基本概念对于航天器设计和运行具有至关重要的意义。

卫星星座设计介绍

Star pattern （极轨，近极轨）1 （极轨，近极轨）1
Seam
– 单层星形网络 – 通过street of 通过street coverage设计覆盖 coverage设计覆盖域
Seamless
– 双层极轨网络：地面每一点同时能看到两颗运行方向相反卫星。 – 可以用单向或双向的Manhattan 网络表示、分析
Walker Constellation
卫星数T，轨道数n，每轨道卫星数m 卫星数T，轨道数n，每轨道卫星数m
– m个卫星均匀分布在轨道面上,360/m 个卫星均匀分布在轨道面上,360/m – 所有n个轨道面具有相同的倾角i(一般相对于所有n个轨道面具有相同的倾角i(一般相对于赤道面） – 轨道面的升节点均匀分布在赤道面上， 360/n – 不同轨道面卫星的相对位置关系：相邻轨道面的卫星经过其升节点的时间间隔相等
Star pattern 2
Star pattern 3
Delta pattern（倾斜轨道） 1 pattern（倾斜轨道）
可以看作双层星形网络，但是所能覆盖的纬度带较窄。通过仔细设计可以保持永久星间链路。(torus环面拓通过仔细设计可以保持永久星间链路。(torus环面拓扑，又称Ballad rosette星座）扑，又称Ballad rosette星座）
– Streets-of-coverage constellation Streets-of» 首先设计一个轨道面的覆盖域，然后复制轨道，直到全球覆盖
异型星座
编队飞行（formation 编队飞行（formation flying)
– The idea is to put a group of satellites in orbit around Earth and force them to fly in a geometric pattern such as a triangle.

低轨卫星定轨综述

低轨卫星定轨综述摘要：本文首先介绍了卫星轨道的分类标准，随后简述了星载GPS低轨卫星定位系统的体系结构以及星载GPS定轨研究进展。

最后重点分析了星载GPS低轨卫星的几种定轨方法关键词：低轨卫星定轨GPS接收机几何法运动法约化动力法卫星运行轨道的分类标准人造卫星的运行轨道按形状分类可以分为椭圆轨道和圆轨道：椭圆轨道：偏心率不等于0的卫星轨道，卫星在轨道上做非匀速运动，适合高纬度地区通信。

圆轨道：具有相对恒定的运动速度，可以提供较均匀的覆盖特性，适合均匀覆盖的卫星系统按倾角（卫星轨道平面与赤道平面的夹角，称为卫星轨道平面的倾角）赤道轨道。

i=0°，轨道面与赤道面重合；静止通信卫星就位于此轨道平面。

极地轨道。

i=90°，轨道面穿过地球南北极。

倾斜轨道。

轨道面倾斜于赤道。

根据卫星运动方向和地球自转方向的差别分为顺行倾斜轨道，0°< i<90°逆行倾斜轨道，90°< i<180°图1按高度分类根据卫星运行轨道距离地面的高度h，可分为低轨道(LEO)：500<h<2000km中轨道(MEO)：8000km<h<20000km静止/同步轨道(GEO)：h=35786km。

高轨道(HEO)：h>20000km，椭圆轨道，远地点可达40000km地球同步轨道是运行周期与地球自转周期相同的顺行轨道。

但其中有一种十分特殊的轨道，叫地球静止轨道。

这种轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米。

地面上的人看来，在这条轨道上运行的卫星是静止不动的。

一般通信卫星，广播卫星，气象卫星选用这种轨道比较有利。

地球同步轨道有无数条，而地球静止轨道只有一条。

太阳同步轨道是轨道平面绕地球自转轴旋转的，方向与地球公转方向相同，旋转角速度等于地球公转的平均角速度（360度/年）的轨道，它距地球的高度不超过6000千米。

在这条轨道上运行的卫星以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。

区域性覆盖的卫星轨道和星座设计

中图分类号：ＴＮ９７２文献标识码：Ａ
ＤｅｉｎｏａｅｌｅＯｒｉｓｇｆＳｔｌｔｂｔｉｓ＆Ｃｎｔｌｔｏｓｏｓｅｌｉｎａ
ｆｒＣｏｉｏｓＰａｔａｖｒｇｏｎｔｎｕｕｒｉｌＣｏｅａｅ
ＬＵｅ — ｎｇ，ＷｎｑｉＰＡＮＣｈｅ — ｈｅｎｇｓｎｇ
维普资讯
Ｖｏ．２。．１３Ｎｏ１
火力与指挥控制ｒｎｒｌａｍｎｄＣｔｏｏ
Ｊｎａｙ，０７ａｕｒ２０
第３２卷第１期２００７年１月
现卫星信号对我国的连续覆盖，过对多种卫星星通
座方案的分析比较，研究出可靠性高、存能力强、生较为经济的卫星星座。这里的覆盖目标区域为中国
高。如果采用中轨卫星，虽然链路损耗略大，系统但设计的仰角高，复杂环境下带来的不利影响较小；在并且系统的切换、制不像低轨系统那样频繁和复控杂，术风险小；技同时，如果采用可控天线，小波束减宽度以提高信号强度，可充分发挥系统的负载能力；
ｗｈｉｈｎｌｅｈｅｎｌｎｄｉｃａｏｂｔｏｔｌａｉｃｉｃｕｄｔｉｃｉｅｃｒｕｌｒｒｉｃｎｓｅｌｔｏｎ，ｃｓｅｌｔｏｏｎｔｌａｉｎ，ｅｌｐｔｃｌｂｉｏｎｔｌａｉｎ，ｔｌｉｉａｏｒｔｃｓｅｌｔｏｈｅｃｒｕｌｒｐｏａｒｉｏｎｔｌａｉｎ，ｅｕａｏｒａａｎｏｎｔｌａｉｎ．Ｂｙｃｍｐａｉｏｎａｉｕａｉｎａｌｉｉｃａｌｒｏｂｔｃｓｅｌｔｏｑｔｉｌｐｌｅｃｓｅｌｔｏｏｒｓｎｄｓｍｌｔｏｎａｙｓｓ，ｔｑｔｒａｌｎｅｃｎｓｅｌｔｏｎａｈｅｉｌｎｅｉｃａｒｔｒｇｉａｏｒｇｅｃｎｓｅｌｔｏｎａｅｂｅｔｒｈｅｅｕａｏｉｌｐａｏｔｌａｉｎｄｔｎｃｉｄｃｒｕｌｒｏｂｉｅｏｎｌｃｖｅａｏｔｌａｉｒｔｅ

低轨巨型星座构型设计及覆盖分析方法

CATALOGUE 目录•低轨巨型星座构型设计•星座覆盖分析方法•数值模拟与仿真•未来发展趋势与挑战•应用场景与案例分析低轨巨型星座的概念构型设计的目标构型设计概述卫星平台的选择根据任务需求和系统要求，选择适合的卫星平台，考虑其性能、可靠性、成本等因素。

卫星有效载荷根据任务需求，配置合理的有效载荷，如通信天线、功率放大器、低噪声放大器、频率源等。

卫星平台设计通信频段和带宽通信协议和调制方式有效载荷设计轨道与部署策略轨道高度的选择部署策略的制定覆盖需求分析030201星间通信与网络拓扑覆盖性能评估覆盖效率评估星座的网络性能，包括网络吞吐量、延迟、丢包率等。

网络性能安全性与隐私保护模拟工具与环境Python卫星通信仿真器MATLAB/Simulink星座构型参数优化卫星轨道高度和倾角优化低地球轨道的高度和倾角，以实现更好的覆盖效果。

卫星布局优化卫星在轨道上的布局，以提高覆盖的连续性和均匀性。

卫星通信链路设计优化卫星之间的通信链路，以确保信息传输的可靠性和实时性。

覆盖性能仿真与验证先进通信技术应用随着5G、物联网等先进通信技术的发展，低轨巨型星座的通信能力将得到极大提升，满足更高要求的应用场景。

卫星平台的升级随着科技的不断进步，卫星平台的性能将得到进一步提升，包括更高的数据处理能力、更强的通信能力等。

新型传感器与设备新型传感器和设备的研发和应用，将增强低轨巨型星座的感知能力，提升其数据处理和分析的准确性。

技术创新与升级频谱管理与干扰协调频谱共享与优化随着低轨巨型星座的发展，频谱资源将越来越紧张，因此需要研究更高效的频谱共享和优化策略，提高频谱利用率。

干扰抑制与协调由于低轨巨型星座的卫星数量众多，相互之间的干扰问题将日益突出，需要研究有效的干扰抑制和协调策略，保证星座的正常运行。

1安全性与防护策略23随着低轨巨型星座的发展，其面临的安全漏洞和威胁也不断增加，需要加强安全防护措施，确保星座的安全稳定运行。

一种有效的中椭圆轨道卫星星座设计与分析

何结构是有效发挥星座整体工作能力的关键。
１问题的提出
众所周知，卫星凭借其独特的空间位置优势
圆轨道卫星具有对地覆盖均匀、面分辨力地均匀、测控容易等特点，常由多颗圆轨道卫星组通
成星座，如由圆轨道卫星组成的Ｗａｋｒ星座例ｌｅ
收稿日期：０６０ —０２０ — ３３
能够提供大量的对地观测信息，卫星轨道高度且
越高对地观测区域越大。但是，虑到卫星有效考载荷的工作性能，了实现大范围、密度对地观为高测，常需要利用多颗卫星按照一定的空间布局通组网工作，即建立卫星星座。星座的整体工作性能要高于单颗卫星工作性能的简单叠加，以选所择合适的卫星轨道类型、化设计星座的空间几优
率高、盖重数多等特点，未来军事通信、覆在导航、预警等领域具有广阔的应用前景。
关键词：中椭圆轨道；卫星星座；星间链路
中图分类号：４２４Ｖ１．１
文献标识码：Ａ
文章编号：６３０２（０６０ —０２０１７ —１７２０）４０４ —６
ｌａｙｃｍｍｕｌａｌｎ，ｎａｇａｉｎａｉｓｌｅａｍｍｇｔｒｏｎｃｔｏｖｉｔｏｎｄｍｓｉｅｐｒｗｒ．
Ｋｅｒｓ：ｍｅｕｅｌｐｓｂｉ；ｓｔｌｉｅｏｔｌａｉｙｗｏｄｄｉｍｌｉｅｏｒｔａｅｌｓｃｎｓｅｌｔｏｎ；ｉｅ — ａｅｌｔｓｌｎｋｔｎｔｒｓｔｌｉｅｉ

北斗导航系统的卫星布局与星座组成

北斗导航系统的卫星布局与星座组成北斗导航系统作为中国自主研发的卫星导航系统，已经取得了长足的发展，并在全球范围内得到了广泛的应用。

在北斗导航系统的运行中，卫星布局与星座组成是至关重要的因素。

本文将从北斗导航系统的卫星布局和星座组成两个方面进行详细的探讨。

一、卫星布局北斗导航系统的卫星布局是指在空间中如何分布和安排卫星，以实现全球卫星导航覆盖的目标。

北斗导航系统采用了三轨三地星座布局，具体包括了地球同步轨道卫星、中圆轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星。

1. 地球同步轨道卫星地球同步轨道卫星又称为地球静止轨道卫星，其位置相对于地球是固定不动的。

北斗导航系统采用了5颗地球同步轨道卫星，它们分别位于东经80度、110.5度、140度、160度和西经160度的位置上。

这些卫星的任务是提供区域增强覆盖，主要用于保障北斗系统在中国国内的导航服务。

2. 中圆轨道卫星中圆轨道卫星是北斗导航系统的核心卫星组成部分，它们主要用于提供全球覆盖的导航服务。

北斗导航系统总共部署了27颗中圆轨道卫星，分布在三个不同的轨道平面上，每个轨道平面上有9颗卫星。

这种布局方式可以保证在任何时刻至少有4颗卫星可见，从而能够提供准确可靠的定位和导航服务。

3. 倾斜地球同步轨道卫星倾斜地球同步轨道卫星又称为倾斜静止轨道卫星，其位置相对于地球是倾斜的。

北斗导航系统部署了3颗倾斜地球同步轨道卫星，它们分别位于北斗系统的西北、西南和东南方向，主要用于提供北纬55度以北区域的导航覆盖。

二、星座组成北斗导航系统的星座组成是指这些卫星集合在一起形成的一组星座。

北斗导航系统采用了全球组合导航卫星系统（GNSS）的星座组成方式，即由地球同步轨道卫星、中圆轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星共同组成。

在北斗导航系统中，中圆轨道卫星是主要的星座组成部分，由27颗卫星组成。

地球同步轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星则作为辅助星座存在。

这种星座组成方式可以最大程度地保证全球覆盖和导航精度。

卫星导航星座设计

卫星导航星座设计1实验目的通过本实验，逐步了解在BDSim软件中建立仿真场景的几种方法，以及如何建立当前已提供服务的全球卫星导航星座：●通过逐个添加卫星的方式建立导航星座；●通过Walker星座功能建立导航星座；●通过打开事先保存好的仿真场景来建立导航星座；●通过打开星座文件的方式建立导航星座；●通过导入SP3数据文件的方式建立导航星座；●通过导入导航电文文件的方式建立导航星座。

2实验原理本实验通过直接建立卫星模型对象实现参数设置来建立星座，也可以通过打开保存好的场景文件来复现星座。

基于卫星导航系统数据一致性的原理，还可以把Rinex格式的导航电文数据和SP3数据转化成卫星轨道参数来建立星座。

3实验内容及步骤(1)添加卫星建立星座1)打开BDSim软件BDSim软件的启动示意图如图1所示。

图 1 BDSim起始页面2)建立仿真场景在BDSim的起始页面的向导界面中，点击【新建仿真场景】按钮，设置仿真场景的开始结束时间和仿真步长，系统默认开始时间为当前整小时，结束时间往后推2小时，仿真步长默认为60s，用户可以根据自身需求重新设置，如图2所示。

图 2 配置新建场景的参数场景参数设置完成后点击【确定】建立仿真场景，接下来会转到添加仿真模型的界面，选择【空间段】的【卫星】类型，如图3所示。

图 3 添加模型界面3)新建卫星在添加模型界面中，选择【MEO】卫星，点击【插入】按钮实现MEO1卫星的新建事件，在仿真场景的空间段中可以看到新增了一个卫星对象。

接下来需对卫星MEO1的参数进行设置，在仿真场景中右键选择MEO1卫星模型，主界面右边参数设置窗口显示MEO1参数设置如图4所示。

图 4 卫星参数设置在图4中显示了用户可以设置的MEO1卫星的参数，包含了卫星基本情况、卫星初始轨道、轨道动力学参数、星载接收机参数和钟差参数，用于根据自身需求可在参数可控范围内进行设置，到此就完成了一个卫星的新建任务。

按照步骤3的操作可以新建多个MEO、IGSO、GEO卫星，最后组成一个星座。

Walker星座服务卫星轨道设计

ｌｉｔｅｏｒｂｉｔａｌｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｗｈｉｃｈｃａｎｕｓｅｆｅｗｅｒｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｐｒｏｖｉｄｉｎｇｓｅｒｖｉｃｅｓｆｏｒ
ｔｈｅｅｎｔｉｒｅＷａｌｋｅｒｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｏｕｔｏｒｂｉｔｍａｎｅｕｖｅｒ．ＦｏｒｅａｃｈｏｒｂｉｔａｌｐｌａｎｅｏｆｔｈｅＷａｌｋｅｒｃｏｎｓｔｅｌ — ｌａｔｉｏｎ，ａｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｉｓａｒｒａｎｇｅｄｆｏｒｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓｗｉｔｈａｌｌｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｏｎｔｈｅｓａｍｅｏｒｂｉｔａｌｐｌａｎｅｗｉｔｈｏｕｔｏｒｂｉｔｍａｎｅｕｖｅｒ．Ｔｈｅｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔｉｓｅｌｌｉｐｔｉｃ，ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｎｇｔｈｅｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔｉｎｔｈｅｓａｍｅｐｌａｎｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｏｓｅｍｕｌｔｉ — ｓａｔｅｌｌｉｔｅｓｒｅｎｄｅｚｖｏｕｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｅｘｐｒｅｓ — ｓｉｏｎｓｏｆｔｈｅｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔｅｌｅｍｅｎｔｓａｒｅｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ．Ｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅＷａｌｋｅｒｃｏｎ — ｓｔｅｌｌａｔｉｏｎｓｅｒｖｉｃｉｎｇｓａｔｅｌｌｉｔｅｏｒｂｉｔｄｅｓｉｇｎｍｅｔｈｏｄｈａｓｂｅｅｎｖａｌｉｄａｔｅｄ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＷａｌｋｅｒｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ；ｏｎ — ｏｒｂｉｔｓｅｒｖｉｎｇ；ｏｒｂｉｔａｌｄｅｓｉｇｎ

卫星星座轨道设计方法

卫星星座轨道设计方法一、引言在卫星通信系统中，卫星星座的轨道设计是一个重要的问题。

卫星星座轨道设计方法直接关系到通信系统的性能和覆盖范围。

本文将深入探讨卫星星座轨道设计的方法和技巧，包括轨道类型、参数选择、覆盖范围计算等。

二、轨道类型卫星星座轨道可以分为地球同步轨道、低轨道和中轨道三种类型。

2.1 地球同步轨道地球同步轨道是指卫星绕地球轨道运行的周期与地球自转周期相等，使得卫星始终覆盖地球上的同一区域。

地球同步轨道对于提供连续的全球覆盖非常重要，因此在国际通信卫星系统中广泛应用。

常见的地球同步轨道包括静止轨道、准静止轨道等。

2.2 低轨道低轨道是指卫星绕地球运行的轨道高度较低，通常在1000公里以下。

低轨道的优势是延迟较低，适用于一些对延迟要求较高的应用，如互联网通信和地球观测等。

低轨道的缺点是需要多颗卫星构成一个星座，并且覆盖范围较小。

2.3 中轨道中轨道是介于地球同步轨道和低轨道之间的一种轨道类型，通常在1000公里到20000公里之间。

中轨道相比低轨道具有较大的覆盖范围，同时延迟也相对较低，适合提供广域覆盖的通信服务。

中轨道的代表是全球星座系统如GPS和伽利略。

三、轨道参数选择卫星星座的轨道参数选择直接关系到通信系统的性能和覆盖范围。

主要的轨道参数包括轨道高度、轨道倾角和轨道周期等。

3.1 轨道高度轨道高度决定了卫星的运行速度和轨道周期。

一般而言，轨道高度越高，速度越慢，轨道周期越长。

要根据实际需求选择合适的轨道高度，既要考虑覆盖范围，又要考虑系统时延和通信质量等因素。

3.2 轨道倾角轨道倾角是指卫星轨道平面与地球赤道面的夹角。

轨道倾角的大小会影响卫星的覆盖范围和通信性能。

一般而言，低轨道的轨道倾角较小，中轨道的轨道倾角较大。

3.3 轨道周期轨道周期是卫星绕地球一周的时间。

轨道周期越长，卫星轨道的速度越慢，覆盖范围越大。

轨道周期的选择要考虑到系统的通信需求和卫星的能源消耗等因素。

3.4 其他参数除了轨道高度、轨道倾角和轨道周期之外，还有一些其他的轨道参数需要考虑，包括升交点赤经、卫星轨道平面的偏心率和近地点高度等。

微小卫星星座任务规划与控制方法研究

微小卫星星座任务规划与控制方法研究随着科技的发展，微小卫星的应用逐渐成为航天领域的热点之一。

微小卫星星座任务是目前发展迅速的一种卫星布局方式，通过将多颗微小卫星部署在空间中形成星座，以实现更广泛的覆盖和更高效的通信。

本文将对微小卫星星座任务规划与控制方法进行研究。

微小卫星星座任务规划是指对星座中各颗微小卫星的布局、轨道设计以及任务分配进行合理规划的过程。

首先，对星座中的微小卫星数量和种类进行确定。

根据应用需求，可以选择不同类型的微小卫星，包括通信卫星、地球观测卫星等等。

其次，需要确定各颗微小卫星的布局方式。

布局方式的选择会直接影响到星座的通信和覆盖能力。

最常见的布局方式有环形布局、全天球布局等。

根据具体需求，可以采用不同的布局方式。

最后，需要对微小卫星的轨道进行设计。

轨道设计考虑的因素包括卫星的轨道高度、轨道倾角以及轨道周期等。

通过合理设置这些参数，可以保证星座的稳定性和通信覆盖的有效性。

微小卫星星座任务控制方法是指对星座中微小卫星的任务分配、控制和协同工作进行管理的方法。

任务分配是指将不同的任务分配给星座中的不同微小卫星，使得各颗卫星能够高效地协同工作。

任务分配需要考虑的因素包括卫星的能力、任务的紧急程度以及通信链路的质量等。

在任务分配的基础上，控制方法需要确保各颗微小卫星能够按照任务要求进行工作。

这需要通过采用合适的控制算法和通信协议来实现。

例如，可以采用分布式控制方法，将任务分解为多个子任务，由不同的卫星完成。

另外，星座中各颗微小卫星之间的协同工作是微小卫星星座任务控制的关键。

卫星之间可以通过互相传递数据和信息来实现协同工作，以提高任务的效率和准确性。

为了实现微小卫星星座任务规划和控制的目标，有几个关键技术需要进一步研究和发展。

首先，需要进一步改进微小卫星的通信和导航定位技术。

微小卫星之间需要实现高效的通信，以实现任务分配和协同工作。

此外，准确的定位技术对于星座任务的控制和规划也至关重要。

北斗导航系统多轨道卫星星座分析与设计

北斗导航系统多轨道卫星星座分析与设计
张昀申
【期刊名称】《舰船电子工程》
【年(卷),期】2013(033)004
【摘要】针对北斗二代卫星导航系统最佳几何排列问题,对所设计的星座进行GDOP值和可见星数目进行仿真分析,选择星座参数,设计出适合我国导航定位需求的GEO+MEO星座构型,在此基础上增加一个倾斜地球同步轨道卫星星座,扩充成一个GEO+ MEO+ IG-SO的全球卫星导航系统.
【总页数】3页(P47-48,54)
【作者】张昀申
【作者单位】92941部队葫芦岛125001
【正文语种】中文
【中图分类】TN967.2
【相关文献】
1.近地轨道卫星星座设计时的轨道模型 [J], 凌云阳
2.小半径盾构隧道下穿多轨道铁路风险源的研究 [J], 黄雪梅;钱新
3.一种多轨道动态隧道技术训练BP网络算法 [J], 刘君;胡方霞;张玉芳;彭燕
4.中红外激光场中分子高次谐波生成的单轨道和多轨道效应 [J], 张敬涛
5.铁基超导体多轨道模型中的电子关联与轨道选择∗ [J], 俞榕
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一种多层低地球轨道卫星星座部署方法及系统[发明专利]

专利名称：一种多层低地球轨道卫星星座部署方法及系统专利类型：发明专利
发明人：宋令阳,邓若琪,邸博雅,张泓亮
申请号：CN202011134238.5
申请日：20201021
公开号：CN112468207A
公开日：
20210309
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种多层低地球轨道卫星星座部署方法及系统。

该方法包括：计算TST到单个卫星链路的链路数据速率；根据链路数据速率以及总回程容量要求确定每个TST均被覆盖的至少所需卫星数目；根据至少所需卫星数目确定初始化后的多层低地球轨道卫星星座部署；获取初始化后的多层低地球轨道卫星星座部署内所有卫星覆盖区域边界的交点，并确定每个交点被覆盖的卫星数目；基于不同纬度的卫星层，根据每个交点被覆盖的卫星数目对初始化后的多层低地球轨道卫星星座部署进行优化，确定优化后的多层低地球轨道卫星星座部署；根据优化后的多层低地球轨道卫星星座部署确定最优多层低地球轨道卫星星座部署。

本发明能够避免卫星冗余覆盖情况以及降低卫星部署成本。

申请人：北京大学
地址：100871 北京市海淀区颐和园路5号
国籍：CN
代理机构：北京高沃律师事务所
代理人：张梦泽
更多信息请下载全文后查看。