卫星星座设计介绍.ppt
低轨巨型星座构型设计及覆盖分析方法
根据轨道高度和卫星平台性能，制定合理的部署策略，包括发射方式、在轨测试与验证、在轨维护等 。
02
星座覆盖分析方法
覆盖需求分析
01
02
03
覆盖范围
根据应用需求确定覆盖范 围，如全国、全球等。
覆盖频次
根据业务需求确定覆盖频 次，如每天覆盖一次或多 次。
覆盖精度
根据应用需求确定覆盖精 度，如位置精度、时间精 度等。
模拟与仿真，可以深入了解星座构型参数对覆盖性能的影响，并优化这些参数，以提高覆盖性能。未来，随着 卫星通信技术的发展和需求的变化，低轨巨型星座构型设计及覆盖分析方法将不断发展和完善，为卫星通信系 统的优化和创新提供更多的支持和帮助。
04
未来发展趋势与挑战
技术创新与升级
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
有效载荷设计
通信频段和带宽
根据任务需求和系统要求，选择合适的通信频段和带宽，以 满足不同通信业务的需求。
通信协议和调制方式
根据通信频段和带宽，选择合适的通信协议和调制方式，以 提高通信性能和可靠性。
轨道与部署策略
轨道高度的选择
根据任务需求和系统要求，选择合适的轨道高度，以满足覆盖范围和系统性能的需求。
据支持。
环境监测与保护
要点一
总结词
扩大环境监测范围、提升环境保护效果
要点二
详细描述
低轨巨型星座构型设计可用于环境监测与保护，通过 增加卫星数量和分布密度，扩大环境监测范围，提升 环境保护效果。同时，通过对环境数据的收集和分析 ，有助于发现和解决环境问题，为可持续发展提供支 持。
THANKS
第一章绪论 第二节导航定位卫星及其星座
GPS测量定位技术
一、GPS卫星及星座
GPS系统主要是为美国海陆空三军服务的，它具有广 泛的军事用途，例如，为地面部队迅速行动指明方位， 为核潜艇导航，为弹道导弹导航，检测全球核爆炸，摄 取全球性的军事情报，反潜艇，反导弹等等。因此， GPS卫星的内部设备复杂而繁多，例如，为了战略部队 的应急通讯，美国在GPS卫星上安装战略通信机，其重 量达16.03㎏，体积为0.0124m3，采用240-272MHZ、 318-400MHZ和7900-8000MHZ的微波信号，辐射功率 为20W。
GPS测量定位技术
二、前苏联GLONASS全球卫星导航系统
1.卫星星座 GLONASS卫星星座的轨道为三个等间隔椭圆轨道，轨 道面间的夹角为120°，轨道倾角64.8°，轨道的偏心率为 0.01，每个轨道上等间隔地分布8颗卫星。卫星离地面高 度 为 19100km ， 运 行 周 期 为 11 小 时 15 分 。 由 于 GLONASS卫星的轨道倾角大于GPS卫星的轨道倾角，所 以在高纬度（50°以上）地区的可视性较好。 每颗GLONASS卫星上装有铯原子钟，以产生高稳定的 时标，并向所有星载设备提供同步信号。星载计算机将从 地面控制站接收到的信息进行处理，生成导航电文向地面 的用户广播。
GPS测量定位技术
第一章 绪论
•学习目标 •第一节 卫星大地测量及其发展 •第二节 导航定位卫星及其星座 •第三节 GPS在国民经济建设中的应用 •本章小结 •思考题与习题
GPS测量定位技术
第一章 绪论
学习目标
•了解GPS系统的构成，卫星的个数及寿命，卫星的 运行周期及发射功率，原子钟的精度，定位信号频 率。GPS的地面控制系统和截止2003年10月，目前GPS在轨工作卫星为28颗，其中 17号星在2003年6月6日至7月23日期间列为不健康状况，7 月9日其星钟从Cs4转为Rb2，卫星移到D6星位上又开始正 常运行。现在工作的卫星编号从1号至31号之间，只有12号、 19号、22号为空缺。28颗卫星中有3颗为BLOCKII卫星，17 颗为BLOCKIIA卫星，8颗为BLOCKIIR卫星，正在用铯钟(Cs) 运行的有11颗卫星，其余均用铷钟(Rb)，在1993年11月22 日启用的卫星达15颗，即工作差不多十年以上的卫星数目 过半数，最早的一颗卫星还是1989年6月发射的。原先21号 星是1990年8月2日发射的，去年9月25日出现异常情况， 于2003年1月27日宜布退出服务，现已为2003年3月31日 发射的卫星所接替，后者在4月12日投入正式服务。
IRNSS介绍
IRNSS简介一、I RNS前介印度区域导航卫星系统〔IRNSS〕,由印度空间研究组织〔ISRO〕组织实施,它是一个独立的区域导航系统.IRNSS于2021年中完成组网并正式服役,是最近参加全球GNSS系统大家庭的又一新成员. 其效劳覆盖东经30°-150°、南265°-北纬65°的区域,其中印度境内及印度洋范围为系统主要效劳区,我国境内大局部地区及南海、东南亚各国、澳洲西部、非洲东部、东欧等范围为系统次要效劳区.二、I RNSSIC统组成〔一〕星座设计IRNSS系统空间段由7颗卫星组成其中有3颗地球静止轨道卫星〔GEO〕, 4颗地球同步轨道卫星〔GSO〕.3颗GEO卫星分别定点于东经34 >83 和32°,4颗6$.卫星处于两个轨道面上,星下点轨迹形成两个“8〞字形,交点地理经度分别为东经55°和111°,卫星轨道高度36000km.IRNSS星座在ECEF坐标系中的星下点轨迹如下图图1印度IRNSS系统星座组成图为了便于限制状态和批量研制, 7颗IRNSS卫星状态一致. IRNSS卫星平台的主要技术参数为卫星起飞重量1425kg ,卫星干重641kg,其中有效载荷重量110kg;空间体积为1.58m X1.50mx1.50m ; 配备两个太阳帆板,输出功率1660W, 一组90Ah锂离子蓄电池, 有效载荷功率为900W; 一台440N远地点发动机〔轨道限制〕,12 个22N推力器〔姿态限制〕；三轴稳定零动量系统,利用太阳敏感器、星敏感器及陀螺确定卫星方向,利用反作用轮、磁力矩器及推进系统推力器作为姿态限制的执行机构；设计寿命10年.〔二〕信号体制IRNSS的导航原理与美国GPS类似,用户至少接收来自4个卫星信号进行定位.IRNSS卫星的信号参数如下表所示.表2【RNES；卫星伯号春教表等纵i跳段S潴网C组也】1都」4 土J2符蚣一02g t 8u25IJj： MOO—卜打：67o(j_67M R装横阻—式右—一麻极化行鼻一化左旋概他EIRF (rtBW)30.5珞51GT CiEbk)“耳*12火线卅盎〔EOC〕15 H16故―更新4 口于门5050—碍小卡仆口「〕I101屿10B?SKB«.K. CD51A B?SK CDNLl Ub^KCUMX447?+4 05—IRNSS系统信号采用3个工作频段：C波段、S波段和L波段. 其中,C 波段主要用于测控,S波段和L波段主要为用户提供导航定位效劳.标准定位效劳和精密定位效劳信息调制在S波段和L波段的L5上.政府授权用户效劳信息只调制在L5频率上.S波段的导航信号由星上的相控阵天线发射,保证覆盖区域和信号.〔三〕导航电文IRNSS的导航电文由帧、子帧组成,其中一个帧包含4个子帧, 每个子帧的长度为292b ,经过FEC编码后的长度为584b ,加上16b 的同步头,每个编码后的子帧长度为600b ,一个主帧的长度为2400b, 根据50b/s的符号速率传输,传输一个主帧所需要的时间为48s.4个子帧中,第1、2子帧为固定格式,用于传输历书和钟差参数,第3、4子帧为信息格式.IRNSS系统帧结构如下图.图2 IRNSS系统帧结构〔四〕地面限制系统IRNSS系统地面限制段负责维护和运行空间星座,印度区域导航卫星系统地面限制段组成及信息流如下图.[KJ rc图3 IRNSS地面系统体系结构主控中央MCC由航天器限制中央SCC和导航信息限制中央INC组成,是地面限制段的核心,负责计算并预估导航卫星的轨道位置,计算系统完好性,修正空间电离层和星载原子钟偏差,运行导航系统软件.位于卡玛塔克邦哈桑的飞行限制署负责限制导航卫星的轨道和姿态,完成卫星的轨道位置保持和相位保持.16个测距和完好性监测站〔IRIMS〕以无线电双向测距为主、激光测距为辅,追踪和估计卫星的轨道,监控星座的完好性,并把所处理的信息传递给主控站.16个系统测距和完好性监测站中,大局部监测站位于印度境内的机场内,并与GAGAN系统监测站共用,监控星座的完好性,并把所处理的信息传递给主控站.利用区域增强技术, 印度区域导航卫星系统能够获得更高的定位精度.卫星遥测遥控及导航信息上行注入站IRTTC负责监控卫星的健康状态,接收卫星遥测信号同时上行遥控命令,同时上行注入轨道参数、钟差、电离层及对流层修正系数等导航电文信息.印度导航中央地面钟房的艳原子钟组和氢原子钟组联合生成印度区域导航卫星系统时间〔IRNWT 〕.〔五〕用户端用户段接收机包括单频和双频接收机两种.单频接收机使用L5或S频段,利用导航电文给出的电离层修正系数提升定位精度；双频接收机同时使用L5及S频段,利用实时修正电离层对导航信号的延时而获得更高的定位精度.单频接收机和双频接收机既能接收SPS 〔专用定位系统〕信号, 也能接收RS 〔限制/授权效劳〕信号.所有接收机除接收IRNSS信号外,也可以接收空间其他GNSS的信号,并且接收机都能够对空间卫星进行连续的跟踪,接收机的最小值为G/T为-27dB/K.〔六〕时空基准在导航系统时空基准方面,IRNSS系统采用IRNSST作为其时间基准,IRNSST的起始时间为1999年8月22日00:00:00 , IRNSST 早于UTC 时13s,因此IRNSS系统在与其他GNSS系统进行联合解算时需考虑时间上的统一.IRNSS系统采用WGS-84坐标系作为其空间基准,方便与GPS系统展开联合应用.三、IRNSSt展从印度卫星导航系统开展战略来看,印度卫星导航系统的建设和开展仿效欧盟的思路,先建设增强系统,为自主导航系统建设积累技术技术和经验,然后开展自主的卫星导航系统,因IRNSS系统的建设是在美国GPS系统的区域增强系统GAGAN的根底上建设的.2006年5月,印度正式批准了在GAGAN根底上开展“印度区域导航卫星系统"〔IRNSS〕工程.2021年7月1日,印度的第一颗IRNSS系统卫星IRNSS —1A 发射成功,该卫星是一颗IGSO卫星,实际倾角27. 1°,升交点位置为东经55°,设计寿命10年.2021年4月4日和10月16日又接连发射了IRNSS-1B和IRNSS-1C卫星.2021年4月28日最后一颗IRNSS-1G卫星的成功发射,整个系统组网成功,开始正式服役.四、IRNS刚能与特点〔一〕业务水平IRNSS系统提供的业务包括：①为陆地、航空和海洋用户导航；②灾害治理；③陆地车辆追踪和海洋船队治理；④协同移动通信；⑤精密授时；⑥地图和大地测量数据记录；⑦陆地导航信息援助；⑧车辆语音、可视导航.〔二〕定位精度印度区域卫星导航系统IRNSS系统的定位精度在印度洋区域优于20m ,在印度外乡及邻近国家定位精度优于10m ,也比GPS民用单频接收机15m 定位精度在高很多［8］.系统采用局域增强后,能够进一步提升用户定位精度. 〔三〕系统特点IRNSS系统可以向其主要效劳区内用户提供根本的独立导航定位效劳；IRNSS系统作为区域性卫星导航系统,使用大量GEO卫星组网,无法向非核心效劳区的用户提供较好导航星座结构；当与其他导航系统联合使用时,IRNSS系统增加了用户的可用卫星数量,有效提升了GNSS系统的定位精度。
《GNSS原理及应用》PPT课件
星座
5GEO+5IGSO+4MEO （区域服务）
5GEO+3IGSO+27MEO （全球服务）
信号（实际发射）
主要是北斗系统第二阶段信号
主要是北斗系统第三阶段信号
25
信号特征
北斗系统第二阶段信号
信号
B1(I) B1(Q) B2(I) B2(Q)
B37.14 1268.52
▪ 地点：美国克罗拉多州法尔孔空军基地。
▪ 跟踪站（5个）
▪ 作用：接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。 ▪ 地点：夏威夷
▪ 注入站（3个）
▪ 作用：将导航电文注入GPS卫星。 ▪ 地点：阿松森群岛（大西洋）、迪戈加西亚（印度洋）和卡瓦加兰（太平
洋）。
1.3.3 GPS的系统组成— 用户设备部分
Galileo工作星 卫星) Galileo卫星组成的；这30
座
颗卫星均匀分布在3个轨道上， Galileo卫星的轨道高度是
23616km，轨道倾角为560。2005年
12月28日，发射了第一颗带激光
后向反射镜阵列(又称为激光反射
器)的试验卫星GIOVE-A 为了保
持Galileo卫星的现用频段，欧盟
38
GLONASS现代化的发展计划
② 2010年12月开始研发第三代 GLONASS导航卫星，称之为GLONASS-K 卫星(如图5所示)；该新型卫星上拟 增设第三个导航定位信号；并将 GLONASS-K卫星的设计工作寿命增长 为10年。该种卫星是一颗基于非加压 平台建造的全新小型卫星，较之以前 所有的GLONASS卫星更加轻便，以致 发射成本较低廉。GLONASS-K卫星拟 增设的第三个导航定位信号的载波频 率为：1201.74~1208.51MHz。
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.
GPS原理与应用PPT课件
18
最近，越来越多普通消费者买得起的GPS接收器出 现了。随着技术的进步，这些设备的功能越来越完 善，几乎每月都有新的功能出现，但价格在下跌， 尺寸也越来越小了。
消费类GPS手持机的价格从几百元到几千元不等， 它们基本上都有12个并行通道和数据功能。有些甚 至能与便携电脑相连，可以上传/下载GPS信息，并 且使用精确到街道级的地图软件，可以在PC的屏幕 上实时跟踪你的位置或自动导航。
29
6．信号干扰
要给予你一个很好的定位，GPS接收器需要至少 3～5颗卫星是可见的。如果你在峡谷中或者两边高 楼林立的街道上，或者在茂密的丛林里，你可能不 能与足够的卫星联系，从而无法定位或者只能得到 二维坐标。同样，如果你在一个建筑里面，你可能 无法更新你的位置，一些GPS接收器有单独的天线可 以贴在挡风玻璃上，或者一个外置天线可以放在车 顶上，这有助于你的接收器得到更多的卫星信号。
Colorado springs
5 5
Hawaii
Ascencion
Diego Garcia
kwajalein
9
3．GPS信号接收机 GPS 信号接收机的任务是：能够捕获到按
一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号， 并跟踪这些卫星的运行，对所接收到的GPS信号 进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从 卫星到接收机天线的传播时间，解译出GPS卫星 所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位 置，甚至三维速度和时间。
在商业领域，消费类GPS主要用在勘测制图， 航空、航海导航，车辆追踪系统，移动计算机 和蜂窝电话平台等方面。
17
勘测制图由一系列的定位系统组成，一般都要求 特殊的GPS设备。
在勘测方面的应用 有：结构和工程勘测、道路测 量和地质研究。收集到的数据可以以后再估算， 也可以在 野外实时使用。制图过程中使用大量的 GIS数据库的数据，还有纸质地图的数据。 许多 商业和政府机构使用GPS设备来跟踪他们的车辆 位置，这一般需要借助无线通信技术。一 些GPS 接收器集成了收音机、无线电话和移动数据终端
卫星星座基本参数
卫星星座基本参数卫星星座是由一组卫星组成的天体系统，用于提供全球范围内的通信、导航或遥感服务。
它们通常以地球轨道上的一系列卫星形式存在，这些卫星之间相互配合，以覆盖整个地球的表面。
卫星星座的基本参数包括以下几个方面：1. 卫星数量：卫星星座的规模通常由卫星的数量决定。
不同的应用需要不同数量的卫星来提供服务。
例如，全球导航卫星系统（GNSS）通常需要24颗以上的卫星来实现全球覆盖。
2. 轨道类型：卫星星座可以采用不同的轨道类型，如地球同步轨道（GEO）、中地球轨道（MEO）或低地球轨道（LEO）。
不同的轨道类型对卫星的运行高度、轨道周期和覆盖范围都有影响。
3. 卫星分布：卫星星座中的卫星可以以不同的方式分布在轨道上。
例如，全球导航卫星系统通常采用均匀分布的方式，确保在任何时刻都有多颗卫星可见。
而通信卫星星座可能会采用更密集的分布方式，以增加容量和覆盖范围。
4. 信号覆盖：卫星星座需要覆盖全球范围的地表，因此信号覆盖是一个重要的参数。
卫星星座的设计需要考虑到地球各个地区的信号接收强度、多径效应和信号延迟等因素。
5. 通信频段：卫星星座的通信频段决定了其在电磁频谱中的位置。
不同的频段具有不同的传输特性和应用限制。
常见的卫星通信频段包括Ka波段、Ku波段和C波段等。
6. 网络架构：卫星星座的网络架构指的是卫星之间的通信方式和协议。
这包括星间链路、地面站和用户终端之间的通信方式，以及数据传输和路由策略等。
综上所述，卫星星座的基本参数涵盖了卫星数量、轨道类型、卫星分布、信号覆盖、通信频段和网络架构等方面。
这些参数的选择和设计将直接影响卫星星座的性能和应用范围。
卫星星座设计
设计基本出发点
以最少数量的卫星实现对指定区域的覆盖
6
6.2 卫星星座设计
卫星星座选择
续1
仰角要尽可能高 传输延时尽可能小 星上设备的电能消耗尽可能少 如果系统采用星际链路，则面内和面间的星际链路 干扰必须限制在可以接收的范围内 对不同国家、不同类型的服务，轨位的分配需要遵 循相应的规章制度 多重覆盖问题以支持特定业务(GPS定位)或提供有 QoS保证的业务
多标准，难以全球通用
蜂窝小区小，频率利用率高
全球通用
频率利用率低
提供足够的链路余量以补偿信号 遮蔽效应使得通信链路恶化 衰落 适合于人口密度高，业务量密集 适合于低人口密度、业务量 的城市环境 有限的农村环境
5
6.2 卫星星座设计
卫星星座的定义
具有相似的类型和功能的多颗卫星，分布在相似的 或互补的轨道上，在共享控制下协同完成一定的任 务
续4
sub-satellite point
c
/s
coverage edge of satellite
式中S是每轨道面的卫星数量
Street of coverage Nhomakorabea10
6.2 卫星星座设计
极轨道星座
顺行/逆行轨道面和‘缝隙(seam)’ π星座 由于存在逆向飞行现象， 星座第一个和最后一个 轨道面间的间隔小于其 它相邻轨道面间的间隔
续15
倾角85º 的单重全球覆盖近极轨道星座参数
) 1 (º 103.8252 97.3951 93.9877 66.2803 64.4511 63.3170 48.3551 47.6005 47.0729 38.0816 37.7000 37.4139 31.4151
GNSS技术介绍
GNSS技术介绍第一部分、GNSS导航系统1.1 GPS系统（美国的全球卫星定位系统）1、GPS系统的组成①空间部分——GPS卫星星座GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成，运行周期11小时58分钟（对于地面观测者来说，每天将提前4分钟见到同一颗GPS卫星），轨道面数6个，位于地平线以上的卫星颗数随着时间和地点的不同而不同，最少可见到4颗，最多可以见到11颗（接收机看到超过11颗的有可能是接受到日本的SBAS卫星）②地面控制部分——地面监控系统GPS工作卫星的地面监控系统包括一个主控站、三个注人站和五个监测站。
主控站设在美国本上科罗拉多，三个注人站分别设在大西洋的阿森松岛、印度洋的迪戈加西亚岛和太平洋的卡瓦加兰，五个监测站除了位于主控站和三个注人站之处的四个站以外，还在夏威夷设立了一个监测站。
（都由美国政府和军方控制，主要是为了控制卫星和给卫星提供播发星历等）。
③用户设备部分——GPS信号接收机接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。
GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。
2、GPS信号的组成（码分多址技术）GPS卫星发送的导航定位信号一般包括载波、测距码和数据码（或称D码）三类信号。
GPS卫星广播L1和L2两种频率的信号，其中L1信号载波频率为1575.42MHz，并调制了P/Y 码、C/A码和数据码（或称D码）；L2信号载波频率为1227.60 MHz，测距码仅调制了P/Y 码，其中P/Y码为军用码，C/A码为民用码。
GPS导航电文（D码）是包含有关卫星星历、卫星工作状态、时间系统、卫星钟运行状态、轨道摄动改正、大气折射改正和由C/A码捕获P码等导航数据码。
导航电文是利用GPS进行定位的基础。
GPS信号现代化：系统计划新增4个信号，L2和L5新增2个民用信号（就是某些接收机上标注的L2C和L5），在L1和L2上新增2个军用信号。
3、坐标系统与时间系统时间体统采用的是UTC时间，整个地球分为二十四时区，每个时区都有自己的本地时间。
北斗卫星导航系统ppt课件
B2: 1166.22~1217.37MHz
B3: 1250.618~1286.423MHz
星座
信号 （实际发射）
2012年 5GEO+5IGSO+4MEO
区域服务
2020年 5GEO+3IGSO+27MEO
全球服务
1、信号特征
区域服务信号
信号
B1(I) B1(Q) B2(I) B2(Q)
B3
中心频点 (MHz)
主要内容
北斗卫星导航系统发展蓝图 北斗卫星导航系统发展状况 北斗卫星导航系统发展形势 北斗卫星导航系统发展举措
北斗卫星导航系统发展状况
1
关键技术
2
系统建设
3
应用推广
4
国际合作
1、关键技术
经过艰苦攻关，已初步突破星载原 子钟、高精度伪距测量、精密定轨与时 间同步等一系列卫星导航系统核心关键 技术。
2、系统建设
建成北斗卫星导航试验系统
2000年10月31日 2000年12月21日
140E
80E
2003年5月25日 110.5E
2、系统建设
北斗卫星导航系统进入星座组网阶段
2004年，启动北斗卫星导航系统建设工作。 目前，工程建设已进入星座组网阶段，已成
功发射3颗卫星。
3、应用推广
2003年北斗卫星导航试验系统正式提供服 务以来，在交通、渔业、水文、气象、林业、 通信、电力、救援等诸多领域得到广泛应用， 注册用户已达6万，产生了显著的社会效益和经 济效益。
基于北斗的高原地区气象监测站 基于北斗的珠峰气象监测站
3、应用推广
林业
基于北斗的森林防火系统已成功用于实战，目前 已经配备700多台套。
卫星轨道星座及编队构形设计 ppt课件
图3 轨道参数图
16
下面讨论的卫星轨道要素是指单颗卫星。
轨道平面倾角i：轨道平面与赤道平面的夹角 轨道的偏心率e：对于椭圆轨道，是两个焦点之间的距离
与长轴之比。 轨道半长轴a：椭圆轨道中心到远地点的距离 升节点位置（又称为升交点赤经）：从春分点到地心的
连线和从升节点到地心的连线之间的夹角。 近地点幅角：从升节点到地心的连线与卫星近地点到地
全球导航卫星系统 外范·艾伦带 ICO, Spaceway NGSO Concordian of Ellipso Borealis of Ellipso 内范·艾伦带
低地球轨道LEO
中地球轨道MEO
静止轨道GEO
Spaceway，Astrolink，Inmarsat，Intelsat
比例尺 0
10,000 Km
45
最佳星座
选取最佳的轨道倾角和升节点的位置。
轨道高度尽可能低 最小仰角尽可能大 卫星数量尽可能少 对指定区域进行全天候的持续性覆盖
第2章 卫星轨道、星座及 编队构形设计
1
目录
2.1 卫星运动原理 2.2 卫星轨道要素及分类 2.3 卫星覆盖特性 2.4 星座设计 2.5 卫星编队构形设计
2
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
心连线的夹角。
卫星初始时刻的位置 ：卫星在初始时刻到地心的连 线与升节点到地心连线之间的夹角。其中 是初始时刻卫
星在轨道内的幅角，从升节点位置开始计算。
17
在卫星轨道的六个要素中，轨道倾角和 升节点位置决定轨道平面在惯性空间的 位置，近地点幅角决定轨道在轨道平面 内的指向，轨道半长轴和轨道偏心率决 定轨道的大小和形状。 对于圆轨道，只需要四个轨道参数，即轨 道高度、轨道倾角、升节点位置和某一 特定时刻卫星在轨道平面内距升节点的 角距。
GS系统的组成及信号结构PPT课件
§3.1 GPS系统组成 §3.2 载波、测距码与导航电文 §3.3 卫星信号调制 §3.4 GPS卫星位置计算
§3.1 全球定位系统的组成
GPS的系统组成 全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成
GPS 空间部分
地面监 控部分
用户部 分
GPS的空间部分① 全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的空间部分
– 载波（Carrier）：可运载调制信号的高频振荡波 • L1，L2，L5
– 测距码（Ranging Code）：用于测定从卫星至接收机 间距离的二进制码 • C/A码（目前只被调制在L1上） • P(Y)码（被分别调制在L1和L2上）
GPS的用户部分① 全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的用户部分
• 组成
– 用户 – 接收设备
• 接收设备
– GPS信号接收机 – 其它仪器设备
下一章节重点介绍！
§3.2 载波、测距码与导航电文
概述 全球定位系统的组成及信号结构 > GPS卫星信号结构 > 概述
GPS卫星信号的组成部分
• 地面监控部分 （Ground Segment）
– 组成
• 主控站：1个
• 监测站：17个
• 注入站：3个 • 通讯与辅助系统
GPS卫 星
监测站
主控站
注入站
GPS的地面监控部分② 全球定位系统的组成及信号结构 > GPS的组成 > GPS的地面监控部分
• 地面监控部分 （Ground Segment）（续）
180天，SV35和SV36带有激光反射棱镜 – Block ⅡR （Replacement/Replenishment）：卫星间可相互跟踪
高分一号B、C、D卫星星座卫星参数介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司
高分一号B、C、D卫星星座卫星参数介绍
高分一号B、C、D卫星该星座于今年3月31日以“一箭三星”方式成功发射，以120°相位组网运行。
卫星设计寿命为6年，全色影像空间分辨率为2米，多光谱影像空间分辨率优于8米，单星成像幅宽大于60千米。
3颗卫星成功组网运行后，2天内即可对全球南北纬80度之间区域的任意地区重复观测一次。
大幅度提高了山、水、林、田、湖、草等自然资源全要素、全覆盖、全天候的实时调查监测能力，推动了我国自然资源调查监测和保护监管手段的升级换代，并可广泛应用于防灾减灾、环境保护、城乡建设、交通运输、农业农村、应急管理等领域。
获取的数据质量达到了研制总要求规定的观测、测图精度和多用户业务应用要求。
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11.1.4公司形象展示
11.2信誉证书、荣誉证书、相关资质证书
11.2.1卫星遥感影像技术服务ISO（9001）认证证书复印件
11.2.2卫星影像质量快速检验系统著作权登记证
11.2.3历史遥感图像检验系统著作权登记证
11.2.4锁眼卫星影像处理软件著作权登记证
11.2.7多时空多光谱数据处理系统著作权登记证
11.2.8高新技术企业认定证明文件
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TerraSAR-X各TanDEM-X星座介绍
北京揽宇方圆信息技术有限公司TerraSAR-X/TanDEM-X星座TerraSAR-X卫星采用太阳同步圆轨道，轨道高度514.8km，倾角97.44°，升交点地方时为18:00.轨道重复周期11d，通过姿态机动，对地球上任意目标的重访时间为4.5d。
卫星质量1230kg，有效荷质量400kg，设计寿命5年，目标6.5年，在轨寿命末期平均功率为800W。
TerraSAR-X卫星采用天体卫星-1000平台，卫星外形呈六棱柱体，尺寸5m（高）×2.4m（直径）。
卫星承力结构采用碳纤维复合材料，在棱柱的6个面上分别安装SAR天线、太阳电池、辐射器等设备。
SAR天线尺寸4.784m×0.704m，安装在其中的一个面上，指向偏离天底点33.8°。
在另一个对地面安装有1副S频段测控天线、1副X频段数传天线以及1台用于精密定轨的激光反射器。
X频段数传天线安装在一个长3.3m的可展开桁架末端，以避免成像期间同步数传时与雷达之间相互干扰。
在背地面上安装有“激光通信终端”和热辐射器。
太阳翼面积约5.25㎡，带有108A·h的锂离子电池，提供峰值功率1800W。
卫星带有“全球定位系统”（GPS）接收机和激光精密定轨反射器，轨道确定精度达到厘米级。
卫星标准工作模式下，姿态测量由星跟踪器和全球定位系统接收机联合执行，安全模式下由地球敏感器和太阳敏感器提供，惯性基准单元、磁强计为所有任务阶段提供速率测量。
卫星姿态执行机构采用一组大扭矩反作用轮，提供快速姿态机动能力。
TerraSAR-X卫星带有一部“有源相控阵合成孔径雷达”，能进行高分辨率、多极化、多模式成像。
TerraSAR-X卫星还带有激光通信终端（LCT），用于验证星间和星地激光链路技术。
TerraSAR-X/TanDEM-X星座编辑TanDEM-X卫星与TerraSAR-X卫星性能基本相同，两者采用螺旋轨道星座，以紧密编队方式飞行。
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。