“一网”星座的发展与启示

正众多低轨小卫星星座的兴起引发业界广泛关注,给国际卫星通信业务造成了巨大影响,在这其中,"一网"(OneWeb)星座计划具有很强的代表性。文章深入研究了该系统的构成、关键技术和商业模式,并在此基础上提出我国低轨通信小卫星星座发展的相关建议。     

低轨通信星座发展的思考

正从低轨移动通信星座、低轨宽带互联网星座两个发展方向,分析了包括"铱"(Iridium)卫星系统、"一网"(OneWeb)卫星系统等在内的多个国外典型系统的总体发展情况、应用支持能力以及"小卫星多功能"、"小卫星大容量"的设计特点。针对我国低轨通信星座发展,从频率、应用定位以及系统实用性等方面探讨了总体设计应关注的问题;从解决我国全球通信保障急需出发,提出以移动通信为主、多功能综合、兼顾宽带通信、规模逐步扩展的低轨星座发展建议,并给出了空间组网、全球服务、频谱感知、频率共用、宽窄结合、协同应用的总体设计思路。     

全球巨型低轨星座通信网络发展、特征与思考

正低轨宽带通信卫星星座的大容量、高速率、全球覆盖特点,要求其星座规模相比低轨移动通信卫星星座的卫星数量呈数量级增长,卫星星座巨型化特征显著。而近年来,以巨型低轨道通信卫星星座为基础的空间宽带通信网络发展进入新的高潮。本文从国际主流巨型低轨星座通信网络的发展入手,阐述了巨型空间互联网系统发展的特征及系统建设面临的挑战,并就我国同类系统未来的方向进行思考。     

“一网”星座特点发展简析

正随着互联网应用的快速发展,互联网接入服务需求急剧增加。众多低轨小卫星星座的兴起引发业界广泛关注。其中",一网"(OneWeb)星座计划具有很强的代表性。该计划旨在利用大规模低轨卫星提供全球宽带通信服务,其在卫星设计、业务布局、服务理念、批量研制等途径上具有很多与传统卫星通信企业迥异的特质。2019年,一网公司(ONEWEB)提出的"一网"低轨卫星互联网星座进入快速发展阶段。随着2019年2月发射的首批6颗卫星的发射升空,一网公司已经稳步开启了超大规模低轨卫星互联网星座部署的序幕。2020年2月7日,一网公司在拜科努尔发射场发射了34颗组网卫星,加上之前的6颗,在轨卫星数量达到了40颗。     

基于“鸿雁”星座的全球导航增强系统

正近年来,低轨通信星座系统及其应用成为国内外航天企业乃至资本大佬竞相发展的商业航天产业之一,为提高效费比,综合化卫星系统成为低轨通信星座的重要发展趋势。目前,美国已经在"下一代铱星"系统上实现了导航增强功能,中国航天科技集团有限公司近年发展的"鸿雁"星座也将融合导航增强功能。与"铱"卫星不同,"鸿雁"星座面向解决我国难以全球建站及现有多种增强系统的痛点,提出了天基全球监测、实时高精度和安全定位授时等发展方向,既向北斗提供全球监测数据服务,又向广大个人用户提供安全、实时高精度的PNT服务。低轨导航增强与星基增强系统(SBAS)、地基增强系统(GBAS)等传统的导航增强系统有着本质的区别,具有划时代的意义,将推动卫星导航增强迈向一个崭新的时代。     

国际规则框架下低轨通信星座的频率使用与部署

<正>2022年是全球低轨通信星座大放异彩的一年。从年初“星链”（Starlink）星座在俄乌冲突中的出色表现，到华为、苹果公司纷纷推出直连低轨卫星的旗舰产品，低轨星座逐步将卫星通信服务带入大众视野。与此同时，约束低轨通信星座使用与部署频率轨道资源的国际规则制修订工作也在如火如荼地进行中。按照国际电联《组织法》和《公约》的规定，所有卫星星座都需要在国际电联规则框架下合法规划、使用及部署无线电频率轨道资源。本文将从低轨通信星座的无线电业务本质出发，探讨在国际规则框架下开展低轨通信星座选频规划、频率使用与部署的具体约束。     

基于GDE 3算法的红外低轨星座设计

针对红外低轨系统,综合考虑定位精度、空间覆盖以及星座成本等因素,提出了红外低轨星座的设计准则,并定义星座性能的度量指标.然后,引入GDE 3算法用于红外低轨星座设计,该方法基于Pareto最优概念,能够得到多个最优解,适于多目标优化设计.通过星座建模和目标函数设计,进行了仿真实验.最后验证了设计得到的星座在多项性能指标上均优于已有文献中的星座.     

“一网”系统发展情况分析与启示

正近年来,国外掀起新一轮低轨通信星座建设热潮,"一网"(One Web)计划是其中融资额最高、工程进度最快、最受业界关注的项目,其旨在利用大规模低轨卫星提供全球宽带通信服务,其在卫星设计、业务布局、服务理念、批量研制和融资途径上具有很多与传统卫星通信企业迥异的特质,在为行业发展注入新的活力的同时,也将对既有市场格局形成巨大挑战,值得从业者关注和借鉴。     

低轨巨型星座构型设计与控制研究进展与展望

近年来低轨星座计划发展迅速,低轨巨型星座已成为全球争夺空间战略资源的"新战场".首先,概述了Telesat、OneWeb、Starlink等低轨巨型星座计划的发展现状,以及中国互联网星座计划的基本情况.在此基础上,分别从星座的任务需求、覆盖特性、摄动补偿和备份策略4个方面,综述了星座的构型设计方法及其特点.然后,根据卫...     

基于QoS保障的低轨卫星星座设计

低轨卫星星座设计是部署低轨卫星网络的前提和关键。然而，不均匀的地面用户分布和不合理的卫星资源配置对卫星网络的服务质量提出了重大挑战。针对以上问题，通过构建服务质量(QoS)指标体系，提出了一种基于QoS保障的低轨卫星星座设计方法。首先，建立了低轨卫星网络模型和星座覆盖模型，通过星间链路的建链准则来定义星座抗毁性指标。其次，通过建立用户链路以及定义用户匹配度来分析星座对目标区域用户的资源匹配情况。接着，建立了以QoS指标为约束最大化效费比的低轨卫星星座设计优化问题，定义的QoS指标包括信噪比、误码率、抗毁性以及星座覆盖率和用户匹配度。此外，通过遗传禁忌智能算法求得了所设计的低轨卫星星座的轨道参数。仿真结果表明，提出的低轨卫星星座设计方案在满足指定QoS约束的同时具有最大星座效费比。     

低轨卫星通信系统概况

全球低轨道卫星通信系统已形成竞争局面,除了众所周知的Motorola公司“铱”系统外,根据美国联邦通信委员会公布申请低轨卫星通信系统的名单,约有9个系统。俄国也有一个系统。在今年西班牙召开的世界无线电行政大会上,将低轨卫星通信系统分为两大类:一类为大低轨系统(Big LEOs),可用于高速数传和话音通信;一类为小低轨系统(Little LEOs),用于低速数传和话音通信。     

面向低轨巨型星座的载荷托管技术发展趋势及展望

<正>低轨巨型卫星星座具有全球网络覆盖、通信低时延等优势，被视为改变卫星行业发展的重要技术。随着该技术的不断发展和普及，载荷托管技术以为各种应用提供高速、大容量和低延迟的通信服务脱颖而出，为各个行业提供了新的技术选择。本文首先对天基载荷托管技术的发展现状进行阐述，并分析了面向低轨巨型星座的载荷托管发展挑战，从3个设计角度对面向低轨巨型星座的载荷托管技术方向进行了分析，最后，对该技术发展趋势及研究现状进行了总结展望。     

红外低轨星座突发任务多重策略调度方法

面向红外低轨星座的突发任务规划与资源调度问题，结合红外低轨星座的空间与时间分布特性，提出一种基于多重策略的红外低轨星座任务应急调度方法。所提方法结合红外低轨星座的设计特点，从星座全球分布的均匀性、结构的对称性及星座内卫星运动的周期性分析作为输入，提出一种以地理分区为长期值守分组策略与事件触发下基于相对运动分析的动态快速分组策略相结合的多重策略。在所提策略指导下完成任务分组，开展工作窗口调度。经仿真分析可得:所提策略可有效应对不同区域的目标触发，并实时完成分组及工作窗口规划调度，较好解决了任务突发情况下的系统响应，由于采用优先分组的策略，降低了全局优化的复杂度，具有创新性，且具备较好的应用价值。      

我国全球低轨宽带卫星通信系统建设启动

<正>新闻:2018年12月22日7时51分,虹云工程首颗试验星"武汉号"在酒泉卫星发射中心由长征十一号运载火箭发射成功并进入预定轨道。2018年12月29日16时00分,鸿雁星座首颗试验卫星"重庆号"在酒泉卫星发射中心由长征二号丁运载火箭发射成功并进入预定轨道。我国全球低轨宽带卫星通信系统建设正式启动。     

“航天+创客”打造广覆盖多场景低轨卫星通信系统

当我们在纷繁复杂的城市中被4G大数据侵袭时，你可能遗忘了在长途航班上，或者是乘坐轮船时没有数据网络的遗憾，你或许更不知道，在不久的将来，为人们提供大数据服务的有可能是划过天际的卫星星座。为了满足互联网时代下多媒体业务，乃至未来3D全息数据的高速、宽带传输要求，中国空间技术研究院通信卫星事业部的创客们设想通过部署不低于600颗Ka频段低轨卫星，建设低轨卫星通信星座系统，实现全球全天候100%无缝覆盖，构建起一张能够覆盖全球的信息通信网络，拓展全球服务能力。     

低轨Walker星座构型偏置维持控制方法分析

针对低轨（low earth orbit,LEO）Walker星座构型稳定性维持问题,分析了低轨卫星的轨道摄动和星座构型稳定性的影响因素。通过分析低轨Walker星座的轨道摄动和相对漂移特点,提出了两次偏置策略。首先,依据未偏置时星座相对漂移量拟合得出第一次偏置时的偏置量。然后利用第一次偏置后的相对漂移量拟合得出第二次偏置量,消除残余项影响。两次偏置量叠加,使相对漂移大大降低。结果表明,低轨Walker星座中各卫星的初始参数偏差造成了升交点赤经和沿迹角相对漂移的发散,两次偏置策略可将两种星座的相对漂移量降至0.1°以下,证明了策略的有效性,提高了星座构型稳定性。     

国外低轨卫星互联网发展最新态势研判

1 国外低轨卫星总体态势 卫星轨道革命加速演进,低轨空间成为全球航天发展焦点 在商业资本、国家战略和技术演进的共同推动下,低轨星座领域取得了跨越式发展.近20年来,低地球轨道(LEO)卫星在年度发射航天器数量占比从57％迅速攀升至97％,年均部署数量提升了2个数量级,地球静止轨道(GEO)卫星占比则从30.5％下跌至1...     

高中低轨导航星座混合体制星间链路规划

针对北斗系统加入低轨增强星座后的高中低混合星座特点,为了满足下一代导航星座主要的星间链路业务需求,提出了一种分级规划的混合星座星间链路规划方案。优先为激光星间链路的MEO、LEO、MEO-LEO建立拓扑,基于此拓扑提出了时分体制的分组拓扑规划算法。针对导航星座高中低速混合星间网络不同体制的路由提出了2种不同的改进路由算法,并对混合体制星间链路进行了仿真和规划。对规划结果进行了统计分析,验证了混合网络规划方法的正确性和混合网络在低轨监测数据回传、层间数据传输、导航信息上注3个典型导航业务场景的数据传输效能。低轨监测数据回传和连续体制节点导航信息上注时延均在1s之内,在94%的时间里有5~8条层间星间链路,时分体制节点在92%的时间里可以在12s内完成上行注入,为下一代导航系统规划设计提供参考建议。     

低轨导航增强卫星星座设计

针对目前全球低轨卫星快速发展的现状,对低轨导航增强卫星星座设计方法进行了详细的研究。首先推导了轨道高度与可视球冠的关系,结合太空垃圾分布,从覆盖范围、经济性及碰撞风险几方面联合确定了轨道高度。然后推导了用户仰角与轨道倾角的关系,分析了实现南北极点覆盖的轨道倾角。接着结合铱星星座,推导出单一星座构型无法实现全球范围内均匀的可见星和精度衰减因子（Dilution of Precision,DOP）值分布。最后提出了一种组合低轨卫星星座设计方法。结果表明,该方法设计的组合星座在实现全球覆盖的同时,能够实现可见星数量与DOP值在全球范围内的均匀分布。     

“呼啸”号发射3颗“信使”M卫星

<正>3月31日,俄罗斯"呼啸"KM型运载火箭在普列谢茨克发射场发射了"信使"M11~M13民用通信卫星和一颗军事卫星。"信使"M11~M13是"信使"D1M低轨卫星通信系统的第11~13颗卫星,由信息卫星系统(ISS)-列舍特涅夫公司研制。该系统拟由12颗卫星构成星座,用于俄偏远地区的通信和数据传输,为存储-转发式系统。"信使"M卫星采