卫星星座设计介绍
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» T/P/F；T is the
total number of satellites, P is the number of orbit planes,
异型星座
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.
– 高偏心率，如前苏联的Molniya orbit，周期12小时
地球同步转移轨道（GTO：geosynchronous transfer orbit）
– 近地点200km左右，远地点为地球同步轨道高度 – 用于将卫星从LEO转移到GEO
其它相关公 式
轨道周期：
is the Earth’s gravitational parameter, 398,601.2 km3/sec2.
轨道能量a is the orbit’s radius
•where r and u are the orbit’s instantaneous radius and velocity.
其它轨道定
义1
Байду номын сангаас Periodic
groundtrack
orbit.
– GEO卫星，地 面轨迹为一点 ；Moniya卫星 ，地面轨迹为U 型
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
Star pattern 2
Star pattern 3
Delta
pattern（倾
斜轨道） 1
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 拓扑，又称Ballad rosette星座）
•i：轨道面倾角 • ：升节点经度 • ：近地点角距
•注：x为春分线方向
常见轨道
圆形轨道
– 对称、易分析、匀速运动 – 但是由于地球旋转，轨道在地面的投射速率是不均
匀的，在赤道处速率高于高纬度地区。 – GEO、LEO、MEO
高椭圆轨道(HEO:highly elliptical orbit)
其它轨道定 义2
Ellipso-type
orbit.
– 主要用于城 市商用通信
– HEO：保证卫 星在地球的 白天部分尽 可能长时间 地逗留在服 务城市上方 ，在地球的 夜晚部分逗
基本星座类 型
圆轨道星座
– GEO星座： NASA TDRSS system
– Walker星座 ：Motorola’s Iridium constellation
Delta pattern 2 (torus topo)
Delta
pattern 3
concentrates on the bounds of multiple satellite visibility by interleaving low inclination multiple planes containing few satellites and using careful phasing to fill in the gaps between
– 合理均衡nodal regression与地 球旋转，保证 地面轨迹经过 若干轨道后能 够回到初始位 置
太阳同步轨 道
(a) 6 am view of sun-synchronous orbit from above the North Pole (b) 6 am view of sun-synchronous orbit from the sun’s view.
卫星星座设计介绍
星座设计基 本理论
•A(h)：卫星脚印面积 •N：全球覆盖所需要的 • 卫星数目 •例如： •h=1400km N>12 •H=780km N>19
经典轨道参 数1
•a：半主轴 •e：偏心率 •v：true anomaly • 真近点角，表 示 卫星在轨位置
•注：b为半短轴
经典轨道参 数2
quasihalo constellation
Walker
Constellatio
卫星数nT，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
– 所有n个轨道 面具有相同 的倾角i(一般 相对于赤道 面）
Star pattern
（极轨，近
极轨）1
Seam
– 单层星形网络 – 通过street of
total number of satellites, P is the number of orbit planes,
异型星座
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.
– 高偏心率，如前苏联的Molniya orbit，周期12小时
地球同步转移轨道（GTO：geosynchronous transfer orbit）
– 近地点200km左右，远地点为地球同步轨道高度 – 用于将卫星从LEO转移到GEO
其它相关公 式
轨道周期：
is the Earth’s gravitational parameter, 398,601.2 km3/sec2.
轨道能量a is the orbit’s radius
•where r and u are the orbit’s instantaneous radius and velocity.
其它轨道定
义1
Байду номын сангаас Periodic
groundtrack
orbit.
– GEO卫星，地 面轨迹为一点 ；Moniya卫星 ，地面轨迹为U 型
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
Star pattern 2
Star pattern 3
Delta
pattern（倾
斜轨道） 1
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 拓扑，又称Ballad rosette星座）
•i：轨道面倾角 • ：升节点经度 • ：近地点角距
•注：x为春分线方向
常见轨道
圆形轨道
– 对称、易分析、匀速运动 – 但是由于地球旋转，轨道在地面的投射速率是不均
匀的，在赤道处速率高于高纬度地区。 – GEO、LEO、MEO
高椭圆轨道(HEO:highly elliptical orbit)
其它轨道定 义2
Ellipso-type
orbit.
– 主要用于城 市商用通信
– HEO：保证卫 星在地球的 白天部分尽 可能长时间 地逗留在服 务城市上方 ，在地球的 夜晚部分逗
基本星座类 型
圆轨道星座
– GEO星座： NASA TDRSS system
– Walker星座 ：Motorola’s Iridium constellation
Delta pattern 2 (torus topo)
Delta
pattern 3
concentrates on the bounds of multiple satellite visibility by interleaving low inclination multiple planes containing few satellites and using careful phasing to fill in the gaps between
– 合理均衡nodal regression与地 球旋转，保证 地面轨迹经过 若干轨道后能 够回到初始位 置
太阳同步轨 道
(a) 6 am view of sun-synchronous orbit from above the North Pole (b) 6 am view of sun-synchronous orbit from the sun’s view.
卫星星座设计介绍
星座设计基 本理论
•A(h)：卫星脚印面积 •N：全球覆盖所需要的 • 卫星数目 •例如： •h=1400km N>12 •H=780km N>19
经典轨道参 数1
•a：半主轴 •e：偏心率 •v：true anomaly • 真近点角，表 示 卫星在轨位置
•注：b为半短轴
经典轨道参 数2
quasihalo constellation
Walker
Constellatio
卫星数nT，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
– 所有n个轨道 面具有相同 的倾角i(一般 相对于赤道 面）
Star pattern
（极轨，近
极轨）1
Seam
– 单层星形网络 – 通过street of