商业静止卫星发射现状和未来预测

发射地球静止轨道(GEO)商业卫星数量最多的一年是1996年,卫星数量达到了30颗.但1996年以后,GEO商业卫星发射数量连续3年下降.虽然2000年发射数量出现反弹,不过2001年又大幅下降,而2002年GEO 卫星数量有一定的增加.在2003-2005年,GEO卫星发射数量相对平稳,平均每年发射约16颗.表1列出了1996-2005年发射的GEO商业卫星数量统计.     

北斗“双胞胎”入网很关键

随着第12、13颗北斗卫星成功入轨,北斗卫星首次"落户"中圆轨道(MEO轨道),我国的北斗区域卫星导航系统日趋成型。在此次双星发射之前,太空中已有5颗地球静止轨道(GEO轨道)北斗卫星和5颗倾斜地球同步轨道(IGSO轨道)北斗卫星,按照"5+5+4"的组网计划,会有4颗MEO轨道卫星上天。而此次发射     

新潮流：“拼车”去太空

正在2019年8月的小卫星大会上,太空探索技术公司和阿里安航天公司分别提出利用猎鹰9火箭和阿里安6火箭提供"拼车"式发射服务,前者面向太阳同步轨道(SSO)卫星,发射价格低至100万美元;后者针对地球同步轨道(GEO)小卫星,能够直接将小卫星送入GEO轨道。随后,俄罗斯负责运营联盟号2火箭的GK发射服务在9月份也提出,利用联盟号2火箭提供太阳同步轨道拼车发射服务。到2020年,太空探索技术公司在6月18日宣布在不到10个月的时间内其拼车发射服务已经获得100多个微小卫星的发射订单。欧洲阿里安航天公司在9月初完成织女星火箭的首次专门的拼车发射服务,成功发射了21家用户的53个小卫星。     

北斗三号全球系统核心星座部署完成

正新闻:2019年12月16日15时22分,长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心以"一箭双星"方式成功发射第五十二、五十三颗北斗导航卫星。至此,所有中圆地球轨道卫星全部发射完毕,北斗三号全球系统核心星座部署完成。解读:北斗三号卫星星座是我国具有独立知识产权的全球卫星导航系统,星座系统由24颗中圆地球轨道(MEO)卫星、3颗地球静止轨道(GEO)卫星和3颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星组成。     

GEO卫星快速发射入轨定点控制方法

提出了一种GEO卫星快速发射入轨定点方法,运载火箭将卫星发射进入GTO轨道后,由上面级或卫星自身在48h内快速定点到GEO轨道任意指定定点位置。考虑时间、测控等约束,在选定变轨策略基础上,以燃料消耗最小为目标,优化给出了快速入轨定点标称轨迹。采用无奇异的春分点根数描述轨道运动,基于最小二乘法给出了航天器在有限推力条件下变轨的闭环显式制导方法,控制航天器沿标称轨迹飞行。仿真算例表明,采用该变轨策略、轨道优化设计方法和制导律,可以完成GEO卫星快速入轨定点控制。     

2014年国外民商用通信卫星现状分析

<正>1概述2014年,全球共进行了23次民商用通信卫星的发射,共计将42颗卫星送入轨道,其中有1颗发射失败。在所有成功发射的卫星中,地球静止轨道(GEO)卫星23颗、低地球轨道(LEO)卫星9颗、中地球轨道(MEO)卫星10颗。共有14个国家、地区和组织发射了卫星,其中,美国11颗,欧洲12颗,俄罗斯8颗,其他国家共计发射11颗。商业化程度高是通信卫星的突出特点。截至2014年底,国外共有528颗通信卫星在轨,其中商用卫星48 3颗,约占91.5%;民用卫星45颗,约占8.5%。在轨的民商用卫星中,美国数量最多,共     

一箭射双星第14、15颗北斗导航卫星精确入轨

9月19日凌晨,我国第14、15颗北斗导航卫星在西昌卫星发射中心由长征三号乙改1型运载火箭以"一箭双星"方式成功发射升空,并被准确送入近地点200千米、远地点2万多千米的中圆转移轨道。这是我国第2次采用"一箭双星"方式发射两颗地球中高轨道卫星。北斗卫星导航系统工程总设计师孙家栋表示,"一箭双星"对于加快北斗导航卫星组网进程、完成北斗卫星导航系统工程建设意义重大。此次发射任务的圆满成功,也标志着北斗区域卫星导航系统组网建设顺利进入收官阶段。2007年4月14日第一颗北斗导航试验卫星由长征三号甲运载火箭成功发射,此后,长征三号甲系列运载火箭成功完成了北斗卫星导航系统组网阶段的5颗地球同步静止轨道(GEO)卫星、5颗倾斜地球同步轨道(IGSO)卫星和2颗中圆轨道(MEO)卫星的发射。     

定位精度“精”益求“精”——访北斗卫星导航系统卫星系统总设计师谢军

第8颗北斗卫星的成功发射入轨后,与在轨的多颗地球静止轨道(GEO)卫星和地球同步轨道(IGSO)卫星组成基本系统,已经具备在星座覆盖范围内提供连续的、稳定的、全天候的基本服务能力。那么北斗卫星导航系统的基本原理、定位精度和未来发展如何呢?北斗卫星导航系统卫星系统总设计师谢军为我们进行了详细的解答。     

2016年全球通信卫星发展回顾

2016年,全球通信卫星领域自2011年以来的高速稳定发射部署态势戛然而止,全年共计发射21次,将26颗通信卫星送入预定轨道,发射次数和成功部署卫星数量同比2015年出现大幅下滑.从国家维度来看,美国、欧洲和日本部署的卫星数量占比超过60%,俄罗斯2016年度未发射通信卫星,中国部署3颗,印度部署1颗,其他国家合计部署9颗.从用途维度来看,民商用通信卫星占比超过80%.从轨道分布来看,除了加拿大的"海洋监视与信息收发微卫星"(M3MSat)部署于低地球轨道(LEO),其他国家发射的卫星均定轨于地球静止轨道(GEO).     

静止轨道卫星才300千克?

正地球静止轨道通信卫星自从发明以来,一直沿着越来越大、越来越重的道路前进。但是,并非所有客户都需要这么大的卫星。大卫星的投资大、保险贵、运营成本高,而且需要很多租户才能把成本收回来。因此,进入21世纪后,美国轨道科学·ATK公司和德国OHB公司都开发了比较小型的地球静止轨道(GEO)卫星平台,或者用于租户不算太多的市场,或者用来给大卫星提供补充。但是,这两家公司都不如一家新成立的企业胆子大。轨道科学·ATK公司和OHB公司的GEO卫星发射重     

载人月球极地探测定点返回轨道设计

针对载人月球极地探测任务,对定点返回轨道优化设计问题进行了研究。根据月球极地轨道的特性,介绍了三种返回轨道机动方案。结合三脉冲变轨方案,采用了从初步计算到精确计算的串行求解策略,对定点返回轨道进行优化设计。初步计算阶段,建立了基于近月点伪参数的三段二体拼接模型,将三脉冲机动段与月球逃逸段解耦,求解轨道初值;精确计算阶段,提出了两段拼接方法,分别进行逆向和正向高精度数值积分。经过仿真测试,验证了该策略求解的有效性和准确性。最后,通过大量的仿真计算,分析了定点返回轨道的特性。研究结论对未来载人月球极地探测定点返回轨道方案的设计具有重要的参考价值。     

The classical Laplace plane as a stable disposal orbit for geostationary satellites

The classical Laplace plane is a frozen orbit, or equilibrium solution for the averaged dynamics arising from Earth oblateness and lunisolar gravitational perturbations. The pole of the orbital plane of uncontrolled GEO satellites regress around the pole of the Laplace plane at nearly constant inclination and rate. In accordance with Friesen et al. (1993), we show how this stable plane can be used as a robust long-term disposal orbit. The current graveyard regions for end-of-life retirement of GEO payloads, which is several hundred kilometers above GEO depending on the spacecraft characteristics, cannot contain the newly discovered high area-to-mass ratio debris population. Such objects are highly susceptible to the effects of solar radiation pressure exhibiting dramatic variations in eccentricity and inclination over short periods of time. The Laplace plane graveyard, on the contrary, would trap this debris and would not allow these objects to rain down through GEO. Since placing a satellite in this inclined orbit can be expensive, we discuss some alternative disposal schemes that have acceptable cost-to-benefit ratios.     

月球探测器转移轨道的特性分析

主要分析了月球探测器由近地点出发，在假定末端条件不变的情况下，其转移轨道的特性参数对初始条件和变轨所需的速度脉冲等的影响；考虑的特性参数的变化包括转移轨道倾角的变化，近地点高度的变化和转移时间的不同．     

Orbit determination of BeiDou navigation satellite system maneuvered satellites based on instantaneous velocity pulses parameters

The BeiDou navigation satellite system (BDS) comprises geostationary earth orbit (GEO) satellites as well as inclined geosynchronous orbit (IGSO) and medium earth orbit (MEO) satellites. Owing to their special orbital characteristics, GEO satellites require frequent orbital maneuvers to ensure that they operate in a specific orbital window. The availability of the entire system is affected during the maneuver period because service cannot be provided before the ephemeris is restored. In this study, based on the conventional dynamic orbit determination method for navigation satellites, multiple sets of instantaneous velocity pulses parameters which belong to one of pseudo-stochastic parameters were used to simulate the orbital maneuver process in the orbital maneuver arc and establish the observed and predicted orbits of the maneuvered and non-maneuvered satellites of BeiDou regional navigation satellite system (BDS-2) and BeiDou global navigation satellite system (BDS-3). Finally, the single point positioning (SPP) technology was used to verify the accuracy of the observed and predicted orbits. The orbit determination accuracy of maneuvered satellites can be greatly improved by using the orbit determination method proposed in this paper. The overlapping orbit determination accuracy of maneuvered GEO satellites of BDS-2 and BDS-3 can improve 2–3 orders of magnitude. Among them, the radial orbit determination accuracy of each maneuvered satellite is basically better than 1 m. simultaneously, the combined orbit determination of the maneuvered and non-maneuvered satellites does not have a great impact on the orbit determination accuracy of the non-maneuvered satellites. Compared with the multi GNSS products (indicated by GBM) from the German Research Centre for Geosciences (GFZ), the impact of adding the maneuvered satellites on the orbit determination accuracy of BDS-2 satellites is less than 9 %. Furthermore, the orbital recovery time and the service availability period are significantly improved. When the node of the predicted orbit is traversed approximately 3 h after the maneuver, the accuracy of the predicted orbit of the maneuvered satellite can reach that of the observed orbit. The SPP results for the BDS reached a normal level when the node of the predicted orbit was 2 h after the maneuver.     

气动辅助异面变轨在多碎片清除中的应用分析

碎片清除飞行器异面变轨需要消耗大量燃料.从气动辅助异面变轨优化设计及被清除碎片轨道高度差值、倾角差值等参数对变轨性能的影响出发,比较分析了优化气动辅助异面变轨与双脉冲霍曼轨道转移的燃料节约量,研究了不同轨道高度差对于实施气动辅助变轨燃料节约量的影响.当地球静止轨道（GEO）与低地轨道（LEO）间气动辅助变轨优化速度增量约为1.55km·s-1、质量面积比172kg·m-2、比冲310s、轨道倾角变化16°时,燃料节约率约为45%.对比研究了不同轨道高度差LEO轨道间实施气动辅助变轨的燃料节约情况.结果表明:随着轨道高度的增加,气动辅助优化效率逐渐降低;在相同高度轨道间实施异面变轨,随着轨道倾角的增加,气动辅助变轨燃料节约率先增大后减小,倾角改变量约为20°时,燃料节约率最大;当轨道倾角为5°时,采用气动辅助变轨和双脉冲变轨的燃料消耗量相同.      

Bayesian linking of geosynchronous orbital debris tracks as seen by the Large Synoptic Survey Telescope

We describe a Bayesian sampling model for linking and constraining orbit models from angular observations of “streaks” in optical telescope images. Our algorithm is particularly suited to situations where the observation times are small fractions of the orbital periods of the observed objects or when there is significant confusion of objects in the observation field. We use Markov Chain Monte Carlo to sample from the joint posterior distribution of the parameters of multiple orbit models (up to the number of observed tracks) and parameters describing which tracks are linked with which orbit models. Using this algorithm, we forecast the constraints on geosynchronous (GEO) debris orbits achievable with the planned Large Synoptic Survey Telescope (LSST). Because of the short 15 s exposure times, preliminary orbit determinations of GEO objects from LSST will have large and degenerate errors on the orbital elements. Combined with the expected crowded fields of GEO debris it will be challenging to reliably link orbital tracks in LSST observations given the currently planned observing cadence.     

共享星位式静止轨道卫星群构形简析

共享星位式静止轨道卫星群（Ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄＧｅｏｓｔａｔｉｏｎａｒｙＳａｔｅｌｉｔｅｓ）共占一个星位以完成对地通信任务。在这种共享星位的方式下每颗卫星间的位置差异很小,整个卫星群在经度和纬度方向上的允许偏差通常小于±０．１°。在这个范围内必须对卫星精确控制。经典的Ｃ－Ｗ方程形式简单,便于分析,但它的结果不能精确地反映卫星的相对运动,因而不宜用来研究共位式静止卫星群的几何构形及其控制。作者给出了一组修正的Ｃ－Ｗ方程以弥补其不足;并且根据卫星群偏心率与倾角综合的分离思想,讨论了两种策略,使得卫星群的构形可通过每个成员的轨道要素简单表出。适当调整每颗卫星的轨道要素可以保持卫星群的构形在空间不变,或者对地（近赤道观测站）不变。     

基于机动力模型的GEO卫星恢复期间定轨

北斗卫星导航系统(BDS)中GEO卫星频繁的轨道机动对高精度、实时不间断的导 航服务需求提出了更高要求, 如何在短弧跟踪条件下提高GEO卫星轨道快速 恢复能力, 是提升导航系统服务精度的关键因素. 针对该问题, 本文提出了基 于机动力模型的动力学定轨方法, 尝试利用高精度的C波段转发式测距数据, 辅 以机动期间的遥测遥控信息建立机动力模型, 联合轨控前后的观测数据进行动 力学长弧定轨. 利用BDS中GEO卫星实测数据进行了定轨试验与分析, 结果表明, 恢复期间需要采用解算机动推力的定轨方法, 联合机动前、机动期间和机 动后4h数据定轨的轨道位置精度在20m量级, 径向精度优于2.5m. 该方 法克服了短弧跟踪条件下动力学法定轨和单点定位中的诸多问题, 提供了解决 GEO卫星机动后轨道快速恢复问题的技术方法.