Feasibility study of LEO,GEO and Molniya orbit based satellite solar power station for some identified sites in India

The analysis of satellite solar power station (SSPS) is carried out for some specified locations (Delhi, Mumbai, Kolkata and Bengaluru) in India and consequently the performance of the system is evaluated for geostationary earth orbit (GEO) based SSPS, low earth orbit (LEO) based SSPS and Molniya (quasi geostationary) orbit based SSPS for sites located at different latitudes. The analysis of power; received energy over a year and weight of the rectenna array for the same beam intensity showed varied results for Molniya orbit based SSPS, LEO based SSPS and GEO based SSPS. The power delivered by the LEO SSPS was highest which indicated that this SSPS may be efficient for the short term power requirement. However, it is observed from the results of the energy received over a year that the GEO based system is suitable for base load power plant as it is capable of delivering constant energy through out a year. Further, the weight of the rectenna and hence the space required for ground station for same power output is smallest for Molniya orbit based system for a range of rectenna array radius considered. It is thus envisaged that the Molniya orbit based system would be a better choice for commercial use of SSPS. These findings may help for judicious selection of satellite orbit and ground station location for placing the satellite for SSPS for various applications.     

提高GEO卫星测控覆盖区域的技术途径研究

星载测控天线是地球静止轨道卫星测控分系统的重要组成部分,对于星地测控链路通畅至关重要。根据地球静止轨道卫星测控任务的特点,简要介绍了测控天线的设计原则;基于单副天线的覆盖区分析,提出了采用两副天线组阵工作以提高测控信号覆盖区的建议,并分析了两副单元天线异频组阵与同频组阵工作模式,提高测控天线覆盖区的技术方案及对测控天线...     

一种满足静止气象卫星测控要求的天线设计方案

提出了满足新一代静止气象卫星测控要求的测控天线设计方案,采用测控天线斜装实现卫星变轨时天线波束覆盖。在FEKO电磁仿真软件中进行了仿真,讨论了单天线的性能及整星状态星上布局条件对测控天线的影响,并对方案进行了优化。结果表明:所选测控天线设计方案可行,满足卫星测控需要。     

新一代地球同步轨道气象卫星结构热变形分析

根据用MSC.PATRAN软件建立的整星有限元模型,对某地球同步轨道(GEO)气象卫星的结构热变形进行了计算。分析建模中铝蜂窝夹芯板线膨胀系数和未考虑板厚时热载荷场的影响。给出了高/低温、铝合金/碳纤维蒙皮四种不同工况的整星最大变形和有效载荷安装板对地变形角,并由此得到了整星和有效载荷板Y向的热变形图。分析结果表明,结合相关型号热真空试验数据,该法可有效地准确获得整星的热变形,对工程设计具有一定的参考价值。     

GEO卫星表面充电相对电位的工程分析

地球静止轨道(GEO)卫星在轨运行期间,沉浸于具有一定能量和密度的空间等离子体之中,等离子体与卫星表面材料相互作用,将使卫星出现"表面充/放电效应",进而对星上电子系统产生影响,甚至发生电路故障,直接威胁整星安全。为防止GEO卫星在轨期间因等离子体造成的表面充放电导致卫星异常和故障,在GEO卫星的设计中,必须进行卫星表面电位分析、控制和试验验证等工作。文章根据卫星表面材料的基本参数和接地状态,采用工程分析方法对卫星表面充电电位进行分析,满足卫星工程设计急需。     

Optimal control in the east/west station-keeping manoeuvres for geostationary satellites

This paper addresses the optimal computation in terms of fuel consumption of the sequentially required tangential correction manoeuvres to control geostationary satellites within the longitude band. In fact, by using optimal control techniques, the Sun pointing perigee strategy (which only determines the best time of the day for the tangential manoeuvres) is formulated as a nonlinear programming problem with inequality constraints so that the proposed approach provides an optimal way to determine the remaining parameters for the station keeping, i.e., the time interval between successive corrections and the value for the eccentricity control to totally optimize the computation. Furthermore, by minimizing a cost function derived for the total manoeuvres sizes required in a year, a numerical simulation is performed to illustrate this approach. The computation shows how geostationary mission lifetimes may be extended up to half a year or more.

Resumen

En este papel se trata el cálculo óptimo en términos de consumo de fuel de las maniobras tangenciales periódicas necesarias para controlar satélites geoestacionarios dentro de la banda en longitud. En concreto, utilizando técnicas de control optimal, la estrategia perigeo hacia el Sol (que solo determina la mejor hora del día para las maniobras tangenciales) se formula como un problema de programación no lineal con constreñimientos, de tal forma que el tratamiento propuesto proporciona una forma óptima de determinar los parámetros restantes para el mantenimiento en estación, esto es, el intervalo de tiempo entre dos correciones sucesivas y el valor para el control de excentricidad para optimizar totalmente el cálculo. Además, mediante la minimización de una función de coste obtenida para todas las maniobras necesarias en un año, se realiza una simulación numérica para ilustrar esta metodología. Los cálculos muestran cómo se puede extender el tiempo de vida de una misión geostacionaria hasta medio año o más.     

故障安全设计在国内外同步轨道卫星中的应用

故障安全设计是确保同步轨道卫星长寿命、高可靠运行的关键因素之一.本文首先对国外具有代表性的同步轨道卫星故障安全设计进行了详细的调研;然后简要描述了国内同步轨道卫星故障安全设计的特点,提出了自己的看法;最后综合国内外调研状况,对未来中国同步轨道卫星故障安全设计提出了建议和意见,以期为中国同步轨道卫星故障安全设计提供有益的借鉴,切实提高中国同步轨道卫星的可靠性.     

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.     

GEO光学遥感卫星阳光入侵规避方法

地球静止轨道(GEO)光学遥感卫星的相机每天午夜时分存在阳光入侵问题,致使相机焦面存在潜在损伤,严重时将影响卫星的使用寿命。文章调研了国内外GEO光学遥感卫星针对此问题的解决方式,在综合考虑相机、电能、机动、热控、测控等各项影响因素之后,提出了一种应用约束规避算法的阳光入侵规避方法,首先将卫星设计的工程约束条件转换为空间几何约束条件,通过将明确约束参数后的算法引入卫星姿态控制器来调整卫星姿态指向,避免阳光入侵相机内部。典型工况的仿真分析结果表明:在规避过程中,相机光轴矢量与阳光入射矢量夹角满足约束条件,此方法有效,可满足卫星在轨应用。     

精密进近阶段的多系统GNSS组合RAIM可用性算法及分析

给出了多系统全球卫星导航系统（GNSS）组合接收机自主完好性监测（ReceiverAutonomousIntegrityMonitoring,RAIM）可用性计算方法,在此基础上利用GPS、GLONASS实测数据与BDS、Galileo全星座仿真数据,分析了BDS、GPS、GLONASS和Galileo不同组合在精密进近阶段的RAIM可用性。通过试验分析发现,BDS的5颗地球同步轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星对亚洲、非洲和欧洲大部分地区的RAIM可用性有很大的贡献。这些地区站星间几何观测结构得到改善,使得RAIM可用性相对于其他地区有很大幅度的提升。在亚太地区APV-I阶段单系统导航情况下,北斗导航系统RAIM可用性达到99.5%,高于其他三个导航系统。在精密进近阶段（APV-I、APV-II和CAT-I）,BDS与其他导航系统（GPS、GLONASS和Galileo）的组合导航可以满足全球大部分区域的RAIM可用性需求,大多可达到100%。