非静止轨道卫星—90年代卫星通信的技术和政策问题

卫星通信的轨道选择已经兜了一个圈子。早期的实验卫星都是放置到低轨道上。在TEL-STAR于1962年发射到低轨道后,随之而来的就是军界和商界长达数年的关于各种类型的静止轨道,或者中、低轨道之优劣的激烈争论。自60年代以来,卫星通信的重点一直放在静止通信卫星系统上。目前,在静止轨道上大约已有300颗应用卫星。因此,人们也许会说静止轨道已成为卫星通信的主要轨道。但是时代、客观条件、卫星应用类型都在变。今天,我们有充分的理由认为中、低轨道卫星系统,尤其对移动卫星业务来说,意义重大。90年代显然存在这样的可能性,即将有比目前为止所有静止卫星还多的中低轨道卫星发射升空。这一卫星通信工业界的巨大变化前景引出了一大堆有关经济、技术、政策和法律问题。     

静止轨道卫星在轨延寿技术研究进展

随着星上设备及元器件可靠性的提高,推进剂耗尽将成为未来静止轨道卫星的主要失效
模式。静止轨道卫星在轨延寿技术可通过发射延寿飞行器与失效卫星对接,采用辅助控制或燃料加注方式,进一步延长卫星在轨工作寿命。本文首先对近年来静止轨道失效卫星进行了统计和分析,随后介绍了静止轨道卫星在轨延寿技术的基本概念和任务特点,在国外典型项目调研的基础上,对在轨延寿任务所涉及的交会轨迹规划与控制、视觉测量与导航等关键技术进行了分析。在轨延寿技术的发展必将对未来静止轨道卫星的设计及运营模式产生重要的影响。     

静止轨道卫星通信资源-任务匹配分析与建模研究

针对相对有限的静止轨道卫星通信资源与不断增多的通信任务需求之间的矛盾日益突出的问题,通过分析静止轨道卫星通信的特点和工作过程,研究提出了多卫星、多任务通信环境背景下,静止轨道卫星通信资源-任务匹配的约束规则,建立优化调度的目标函数,构建静止轨道卫星通信资源-任务匹配问题的模型,给出解决该问题的基本思路,并进行了实际仿真.为探索静止轨道卫星通信资源的调度管理方法提供了理论依据和基础支撑.     

风云2号静止气象卫星工程简介

气象卫星是对地球及其大气层进行气象观测的遥感卫星。气象卫星按轨道不同，分为太阳同步轨道气象卫星和地球静止轨道气象卫星。太阳同步轨道卫星可以获得全球气象信息，如我国的风云（FY）1号气象卫星：地球静止轨道气象卫星可以对目标区域进行连续气象观测，如我国的风云2号气象卫星。两种类型的气象卫星相互补充、协同观测。目前除中国外，美国、俄罗斯、欧洲、日本和印度都先后发射了气象卫星。     

地球静止轨道卫星硅太阳电池在轨特性分析

空间辐照效应的影响,使太阳电池输出功率随其在轨时间的推移而逐渐衰减。文章以2颗在轨的地球静止轨道卫星为研究对象,对某类我国自主研发的硅太阳电池的在轨输出功率衰减率进行了分析。并针对所获得的相关遥测参数,通过数值统计与数学分析的方法,采用确定的计算公式得出太阳电池阵的总输出电流,用以表征其输出功率。文章提出了一种曲线平移...     

低轨星座对静止轨道卫星同频干扰指标研究

随着全球低轨星座系统的快速部署及应用,非静止轨道卫星对静止轨道卫星系统的同频干扰问题日益凸显。为保护静止轨道卫星系统不受有害干扰,国际电联现行无线电规则中规定了非静止轨道卫星系统应满足的等效功率通量密度限值或干扰噪声比限值,但所适用频段及限值标准仍在不断修订完善中。为了精确定量评估低轨星座对静止轨道卫星的同频干扰,通过对等效功率通量密度限值和干扰噪声比限值的确定方法及演进历程进行研究,分析了上述限值与静止轨道卫星实际被干扰的对应关系,并以典型倾斜轨道星座和极地轨道星座为例,分析了不同干扰指标对卫星系统间干扰判定结果的影响,当静止轨道卫星系统的实际被干扰门限低于国际电联制定等效功率通量密度限值选用的参考门限时,建议低轨星座选择干扰噪声比限值作为开展频率干扰分析与判定的依据。     

美国气象卫星的现状与发展

自从1960年4月发射第一颗气象卫星以来，美国的气象卫星已经发展了静止气象卫星和极轨气象卫星两个系列。其中，静止气象卫星系列为静止轨道环境业务卫星（GOES）卫星系列：极轨气象卫星系列包括诺阿（NOAA）卫星、国防气象卫星（DMSP）和国家极轨业务环境卫星系统（NPOESS）。GOES、NOAA和NPOESS三个卫星系列由美国国家海洋与大气管理局控管，DMSP卫星系列由美国国防部控管。     

地球静止轨道卫星撞击解体的数值模拟

分析了地球静止轨道（GE0）环内的物体现状,引入美国家航空航天局（NASA）的标准解体模型,给出了卫星撞击解体算法,编写了数值仿真软件,仿真研究了GEO卫星撞击解体形成碎片的特征及其轨道分布。结果表明：撞击会产生大量碎片,对空间环境造成长期的严重危害。研究结果对分析卫星撞击解体特性、保护空间环境有一定的参考价值。     

静止轨道卫星在轨温度参数变化规律研究

分析了静止轨道在轨三轴稳定卫星各面上温度参数的变化规律,并通过理论计算得到卫星各面上光强的变化曲线,研究了温度参数变化与对应面上光强的关系,建立了温度参数与光线的线性模型,结果表明模型与实际数据能较好地吻合,对温度参数的预测以及故障的判断具有一定的参考价值.     

发射短讯

北斗卫星导航系统第一颗地球静止轨道卫星顺利升空 2009年4月15日0时16分,由中国空间技术研究院自主研制的北斗卫星导航系统第一颗地球静止轨道卫星在西昌卫星发射中心搭载新型长征一3C运载火箭,准确进入轨道。之后,卫星太阳翼和天线相继展开,卫星发射任务取得圆满成功。由此拉开了北斗导航星座部署的序幕。该星首次采用东方红三号改进型平台,经过大量技术创新研制成功,卫星设计寿命为8年。它是北斗卫星导航系统的首颗卫星,将对我国经济社会发展、现代化建设具有重要影响（见本刊封2）。     

光学遥感卫星微振动抑制方法及关键技术

针对光学遥感卫星面临的微振动对成像质量影响的问题,对微振动抑制设计方法和关键技术进行了论述。首先对动量轮、控制力矩陀螺、扫摆机构等主要扰动源的机理和特征进行分析,然后从传递路径设计、微振动源抑制、降低有效载荷敏感性三个方面介绍了微振动抑制方法,最后结合遥感卫星的研制过程给出了微振动抑制设计的实例。     

利用天狼星(SIRIO-1)卫星进行的Ku波段电波传播实验

1983—1984年中国和意大利进行天狼星(SIRlO-1)卫星联合实验,本文报导北京地球站所进行的电波传播实验的主要结果。其中包括:11.5GHz下行雨致衰减、17.1GHz/11.5GHz上下行雨致衰减的相关关系,衰减变化率,微波辐射计和信号闪烁等。所获得的结果对我国发展Ku波段通讯或广播卫星系统有参考意义。     

太阳同步轨道卫星太阳电池阵衰减因子研究

卫星太阳电池阵衰减因子主要由粒子辐照、紫外辐照、微流星体碰撞和冷热交变等衰减因子组成;由于空间环境极其复杂,仅用上述几种因子来描述太阳电池衰减规律并不全面。文章利用某太阳同步轨道卫星在轨6年的太阳电池阵输出功率数据,通过对在轨卫星太阳入射角、日地距离因子、太阳电池阵温度进行归一化计算,最终计算出太阳电池阵在卫星寿命过程...     

基于大气阻力实时辨识的Drag-free卫星最优控制研究

研究了基于大气阻力实时辨识的Drag-free卫星最优控制。将Drag-free卫星和其内部的验证质量等效为两颗内、外编队卫星并建立动力学方程,推导了基于卫星和验证质量的相对运动状态观测值反演大气阻力的算法。建立了状态最优调节器模型,采用动态规划求解经典的二次型最优控制。对低轨圆轨道Drag-free卫星的仿真计算结果表明方法的求解精度较高,计算消耗较小。     

在轨地球同步卫星地球敏感器干扰及指向计算

从工程应用角度,基于太阳、月球位置和卫星轨道根数推导了太阳和月球对地球同步轨道卫星红外地球敏感器干扰的计算公式及预报方法,同时给出了安全模式下卫星Z轴跟踪太阳时星上天线指向变化的计算模型。计算结果和卫星下传遥测数据验证了方法的正确性,可用于实际卫星管理。     

Comparison of rainfall models with Ku-band beacon measurement

Predictions of rain rate and rain attenuation are the most vital steps when analyzing a satellite link operating at frequencies above 10 GHz. Rain attenuation at 12.594 GHz over a satellite path link was measured for the period of 3 years (i.e. January 2002 to December 2004) at Bangkok (13.7°N, 100.7°E). In this paper, a comparison between the current methodologies available to model the impact of rain in earth-space propagation and a dataset of 3 years of rain accumulation with a sampling period of 1 min is made.     

水凝物对THz波辐射的衰减研究

文章基于水凝物粒子尺寸与THz波长的大小关系,分别利用Rayleigh近似、Mie理论以及几何光学方法计算了降雨和云雾引起THz波辐射的散射衰减。比较了不同强度的降雨和不同能见度、含水量的云雾对THz波的散射衰减。结果表明,随着频率的增大,THz波段雨衰减先增大后减小;在整个THz波段,含水量较小或能见度较低的云雾的衰减随频率的增大而单调增加,含水量较大或能见度较大的云雾的衰减随频率先增大后减小;在THz波段云雾衰减随能见度的减小和含水量的增加而增大,温度对THz波段的云雾衰减影响不大,在整个THz波段并不存在明显的规律。在THz波频率高端云雾影响较降雨要严重的多。     

深空通信中继下行链路特性研究及仿真分析

在深空通信中,由于信号传输距离遥远,功率受限的下行链路信号衰减巨大。为解决上述问题,分析地球大气层和外层自由空间的传输特性差异,提出以地球同步轨道卫星为中继站的下行链路的构想,根据每一段链路特性的不同选择载波频率。仿真结果表明,中继链路可以提高信号传输的信噪比、增大信道容量、降低误码率,提高了深空通信下行链路的可靠性。     

太阳同步轨道卫星热控分系统分析及优化

定义地心日照轨道坐标系,并在此坐标系下简化卫星与地球相对位置的复杂计算,以及卫星轨道外热流分析过程中相关角度的计算,使轨道外热流的分析仿真更加快速、简洁。以正六棱柱形卫星为例,建立热网络模型,对其表面在一圈轨道内所受的轨道外热流进行仿真,并结合仿真结果计算进出地影区时卫星内部的温度。在此基础上,建立以热控分系统多层隔热材料质量最小化为目标的优化问题;在满足高低温工况卫星内部温度在-10～＋35℃范围内的约束下,对多层隔热材料厚度和散热窗大小进行了优化。     

基于Matlab的FY-4星载扫描辐射计午夜太阳入侵模拟

用Matlab软件建立了动态仿真模型,以分析太阳午夜入侵对风云四号(FY-4)地球静止气象卫星扫描辐射计的影响。给出了仿真算法的流程,介绍算法中太阳光线方向、受照面转换和主镜反射特性计算等难点,并说明为提高效率采用的近似简化和优化处理。计算结果与文献中GOES卫星的实测数据相近,表明该仿真模型可较准确地模拟午夜太阳入侵,所获数据准确。