小型低成本地面站的性能

本文探讨了用于小卫星的小型低成本半机动Ｓ波段地面站的性能极限。首先介绍空间新技术有限公司（ＳＩＬ）地面站硬件和天线控制软件，然后计算在各种工作条件下的性能，包括对低地球轨道、高椭圆轨道和地球同步轨道任务的性能。最后为卫星任务设计者或规划者提供一些实际极限，特别是各种卫星任务中小卫星配合小型地面站可达到的下行链路性能。     

自主监视卫星

一、引言本文叙述利用越来越高级的星上数字处理技术提高小卫星性能和可靠性的可能性。介绍了控制数据公司开发的一种结构,这种结构能满足各种用户需求,而且可靠性很高。灵巧卫星意指星上有相当多智能(处理能力)的小卫星。二、增大小卫星的能力小卫星有如下两项工作要求,不同于大卫星系统的操作: ①操作需自主②直接给用户提供数据这两要求又导致如下情况,小卫星可能是低地球轨道,因此过地面站的时间窗口很短。     

小型科学卫星的地面站

为使小型科学卫星计划的总费用保持低水平,必须尽量降低地面站操作和支持费用。不仅要求操作和支持本身低费用,还要求地面站硬件以及与卫星任务有关的软件的开发也如此。Rutherford Appleton实验室(RAL)最近在IRAS和AMPTE国际卫星工程的经验已证明利用国家小型设施可以实现低费用目标。本文介绍了RAL的设施以及研究软/硬系统模块化、可靠性和少量高水平专业操作人员的不同关系而降低成本的各种方法。     

怎样选择和建立VSAT系统

本文对VSAT小型卫星地面站的建立过程、建立方法和设备选择等方面作了一定的介绍，对欲建立VSAT小型卫星地面站和从事VSAT小型卫星地面站设计有一定的参考价值。     

月球探测器与地球轨道卫星测控通信干扰分析

对月球探测器的测控通信,通信距离遥远,信号空间损耗大,地面站接收机灵敏度高,因此更易受到外来信号干扰的影响。本文根据卫星网络间同频干扰计算方法,分析月球探测器测控通信下行链路受地球轨道卫星发射信号的干扰问题,主要包括月球探测器受地球静止轨道卫星（GEO）和地球非静止轨道卫星（NGSO）的干扰分析。在此基础上实现了仿真,计算其受干扰的可能性。     

快速响应侦察的测控通信与地面站布设研究

快速响应侦察是空间快速响应技术的一个重要应用,而合理布设地面站以保障侦察卫星的发射测控和快速数据回收是侦察任务顺利完成的基础。通过分析近地快速覆盖轨道和近地重复覆盖轨道的对地覆盖特性,针对发射测控和快速数据回收提出了地面站的布设原则,结合我国领土特点给出了这2类轨道的地面站布设方案,并求解了该方案所能提供的发射测控弧段长度和侦察数据返回时间。分析表明,在我国境内布设地面站以保障快速响应侦察卫星的发射测控和快速数据回收是可行的,其数据返回时间小于1个轨道周期。     

一种廉价的天基数据中继方法

美国国防部低轨卫星试验任务越来越需要不间断通信,使我们对地球同步数据中继业务更为关注。与额外再建造空军卫星控制网远方地面站相比,这可能是一种更经济的办法,而且可避免某一试验任务独占很多控制网资源。一种能近期试验天基数据中继系统的低费用解决办法是利用现有的两颗国防通信卫星Ⅲ号卫星,两个现有的超高频(SHF)地面终端站,以及被试卫星上的一个天线能自主指向的标准化小型终端。本文就来介绍这一系统。     

用全球定位系统对近地卫星进行高精度定轨

业已证明近地卫星在地球动力学和海洋学研究方面是非常有用的。但是,一项重要限制是卫星轨道状态的确定精度。一般通过处理由地面跟踪网所获得的无线电跟踪数据进行卫星定轨。使用这种地面无线电技术,目前所能达到的定轨精度为米级。对于地球动力学应用和完成海洋学的研究,必须将大地水准面测定到1m以下。本文研究一种应用GPS的定轨技术,采用新的测量方法和数据处理方法可改善定轨精度。我们利用干涉测量的方法来完成用户卫星的高精度定位。巧妙布置少量地面站,使任何一对地面站和用户星总能看见4颗以上的GPS卫星组成的星座。接着本文介绍了使用无线电干涉测量值定轨的误差分析结果,结果表明通过事后数据处理,用这种技术,卫星位置精度可达到所需要的分米级。给出的结果还表明无线电干涉测量对更精确的地球卫星轨道确定也是很有价值的。     

用单站跟踪数据确定静止卫星轨道

用单个地面站跟踪静止卫星可获得两种跟踪数据,地面站的天线指向和距离。本文分析了用单站确定的卫星轨道参数与跟踪数据及其精度的关系。     

小型科学卫星的地面站

为使小型科学卫星计划的总费用保持低水平，必须尽量降低地面站操作和支持费用。不仅要求操作和支持本身低费用，还要求地面站硬件以及与卫星任务有关的软件的开发也如此。Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ Ａｐｐｌｅｔｏｎ实验室（ＲＡＬ）最近在ＩＲＡＳ和ＡＭＰＴＥ国际卫星工程的经验已证明利用国家小型设施可以实现低费用目标。本文介绍了ＲＡＬ的设施以及研究软／硬系统模块化、可靠性和少量高水平专业操作人员的不同关系而降低成本的各     

低地轨道小卫星星座优化问题研究

以低地轨道小卫星星座为研究对象，着重从星座覆盖性能考虑出发，详细阐述了局部覆盖小卫星星座优化设计的一般方法与思路。针对某一类型任务对两轨道面和三轨道面星座进行了优化设计，阐述了在一定约束条件下星座优化设计的关键因素以及不同轨道面数目下星座优化的特点，并进行了仿真分析。结果表明提供的优化模型对小卫星星座设计具有理论意义和实用价值。     

一种廉价的天基数据中继方法

美国国防部低轨卫星试验任务越来越需要不同断通信，使我们对地球同步数据中继业务更为关注。与额外再建造空军卫星控制网主地面站相比，这可能是一种更经济的办法，而且可避免某一试验任务独占很多控制网资源。     

利用GPS射频多普勒确定低轨地球卫星的轨道

本文研究了使用这样一种GPS测量值——双差分GPS射频多普勒确定低轨地球卫星的轨道。该测量值很容易获得,而且不受时钟误差的影响,还可对用户卫星连续定轨。分析表明:使用18颗GPS卫星的星座和13个地面站,在两小时跟踪后,可使1300km高度用户星(TOPEX)的定轨精度达5cm。考察了使用少于13个地面站的影响,不同求解方法的影响以及引入虚假推力参数以减小重力模型误差(主要误差源之一)的影响。     

哥达德航天中心天基、地基测控网的Ka频段过渡计划

1　工作于Ka频段的驱动因素NASA天基测控网 (SN)目前通过TDRSS卫星和白沙设施 (WSC)的地面设备以S和Ku频段为各种近地轨道科学卫星提供通信服务。同样 ,NASA地基测控网 (GN)利用分布于全球的地面站通过直接对地的S和X频段为科学卫星提供通信服务。按NASA预测许多科学卫星提出的测控需求 ,需要 1Gbit/s或更高的数传速率 ,这些快速上升的数据吞吐速率不可能以现用的Ku和X频段来满足。此外 ,NASA分配给TDRSSKu频段前、返向链路频率在国际电信联盟 (ITU)只是二级用户 ,固定卫星业务 (主用户 )地球站地球 -空间方向的发射会给…     

简讯

韩国将建卫星跟踪地面站2005年7月14日,韩国科学技术部宣布,将在该国最南部的Jeju岛建一卫星跟踪地面站。这是韩国为具备本土的航天发射能力,近日推出的又一举措。Jeju岛的地面跟踪站获得了330亿韩币(3千万美元)的经费支持,将于2006年建成。届时该地面站将可跟踪高度为3000km的卫星,可接收2000km外的卫星信号。2003年,韩国批准了1500亿韩元,用于建设Goheung火箭发射场。该火箭发射场位于韩国本土的南部海岸。目前运载火箭正由韩国宇航研究院开发,该火箭可将重100kg的卫星送入低地球轨道。韩国的首次发射计划暂定于2007年。Spacenews2005年…     

低轨卫星多普勒频移特性的快速计算

地面站利用低轨卫星进行通信时,地面接收站接收信号存在明显的多普勒频移现象。为描述多普勒频移特性,首先分析卫星轨道偏心率对多普勒特性曲线的影响,分析表明：轨道偏心率越大,地面站接收信号多普勒变化率越大。其次,推导了卫星多普勒频移的计算表达式,并讨论了低轨卫星多普勒频移特性曲线的快速计算。仿真计算结果表明,该算法可以很好地描述任意低轨道卫星多普勒频移特性,并明显缩短了精确算法的计算时间,对于10 000km轨道高度卫星,算法置信度可达99%以上。     

TDRSS双差分数据测轨方法研究

本文针对TDRSS(跟踪和数据中继卫星系统)的两颗中继卫星(地球赤道同步卫星)的双差分数据,给出了确定用户星(放跟踪航天器)轨道的一种方法。由于减小了中继卫星星历误差对用户星位置误差的影响,消除了中继卫星仪器误差,特别是完全消除了中继卫星、用户星和地面站问的任何时钟误差的影响,因此,对提高用户星测轨精度是十分有利的。     

TSI可搬运式遥测、跟踪、遥控站

固定地面站网不足以使欧空局(ESA)的欧洲空间操作中心(ESDC)控制所有发射阶段的卫星,特别是极轨道卫星。为了弥补这一缺陷,ESOC提出了具体技术指标,以便欧洲工业界制造一种可搬运式地面站。这种地面站目前已部署在马德里附近ESA的维拉弗郎卡卫星跟踪站。本文叙述了这种TS1可搬运式测控站的技术特性和应用。     

webersat卫星的操作和实验结果

1990年1月21日,阿里安40将12公斤重低轨Webersat卫星送入800km极轨道,星上带有几种廉价实验载荷,供州立Weber大学的工程系学生学习航天经验。星上实验设备有:彩色CCD摄象机,CCD轻型光谱仪、视频强脉冲量化器、1.26GFHzNTSC视频上行线路,微撞击探测器和光学地平线探测器。卫星及其载荷的工作遥控由工程系学生从州立Weber大学校内的地面站来完成。在该地面站学生及其顾问监视星上各系统,规划并执行各种实验,观察实验结果。本文介绍了卫星实验,地面站要求以及迄今所得实验结果。     

一种用于小卫星的地面站

NASA已规划了可用“侦察兵”火箭发射的廉价“探险者”卫星新系列,将于九十年代初投入使用。利用当前的计算机技术已能制造出这样既简单又经济的卫星,用一个小型地面站即可对其进行操作,这种站将设置在卫星用户所在地,并将自主运行。除发射段和运行应急阶段的支持外,将不需动用NASA的测控设施。经论证,这种操作方式可在不降低性能的情况下减少航天任务的费用。