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。     

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...     

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。     

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。     

国外主要航天发射场运营及能力特点浅析

<正>近年来,在军民商需求牵引带动下航天产业快速发展,全球航天发射次数逐年攀升,2021年全年发射次数突破冷战时期历史纪录达到145次,入轨载荷数超过1800个,而且随着空间探索活动增加、大规模低轨星座建设迎来高潮、商业太空旅游再次成为热点、军事太空竞争加剧,航天发射频次还将进一步提升。航天发射场作为保证运载火箭发射任务的重要基础设施,也随着运载火箭技术进步而不断发展演进,在高密度发射成为大趋势的情况下,发射场的运营和发射能力也会更加受到重视。     

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...     

发展我国低轨卫星通信星座系统的思考

正卫星通信是航天技术的重要应用领域,本文从介绍国外低轨卫星通信星座系统发展概况入手,分析了发展我国低轨卫星通信星座系统的必要性和面临的一些问题,提出了发展我国低轨卫星通信星座系统的设想。1国外低轨卫星通信星座系统的发展概况工作于低地球轨道(LEO)的通信卫星由于采用各种部件小型化和轻型化的技术,具有质量轻、研制周期短、成本低和易于发射等优点,美、俄等国十分重视对此的应用研究。国外提出的方案很多,但     

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。     

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。     

商业航天电源系统发展现状和展望

<正>自国务院发布《2016中国的航天》白皮书以后，我国商业航天领域开始呈现蓬勃发展的态势，以商业遥感卫星星座、商业微小SAR卫星星座、低轨互联网卫星、商业运载火箭等为代表的商业航天各领域迅速发展，推动我国航天产业呈现新的发展态势。在航天技术进步的驱动下，商业航天规模化生产成为可能，发展商业航天产业，提升航天技术水平，对支撑我国成为航天强国具有重要意义。商业卫星产业是现代航天产业发展的时代所需，引领了一种全新的卫星研制生产和运营模式：(1)卫星研制周期短；(2)多星组网运行，快速部署，需求量大；(3)成本可控。电源系统是航天器的主要系统之一，为航天器的工作提供能量，是航天器的“心脏”，随着商业卫星有效载荷能力不断提升，电源分系统技术发展和生产更要适应新模式[1-3]。     

大型低轨星座为何打动军方？

<正>近几年,大型低轨星座热度颇高,多个大型低轨星座已经或即将投入建设：星链星座部署如火如荼,一网星座急起直追,柯伊伯星座蓄势待发……为什么会一下子涌出这么多的低轨星座？这种星座有什么优势？在军事上又有什么用处呢？利用商业现货军事卫星的研发周期往往比较长,因为很多技术都要从头开发。美国军方其实非常希望能直接采购商业现货产品,并且进行了大量的尝试。但是在以往,能够参与卫星研制和运营的机构很少,所以采购的选择面非常狭窄。     

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”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。     

2020年国外军用对地观测卫星发展综述

1 概述 2020年,国外军用对地观测卫星领域共进行了7次发射,成功将7颗卫星送入预定轨道.整体来看, 2020年军用对地观测卫星发射活动集中在美国、法国、日本和印度等.2020年,在新冠肺炎疫情影响下,国外军用对地观测卫星发展放缓,但航天强国正在为系统升级换代进行技术攻关,美国主攻未来低轨大规模智能化侦察监视星座,欧...     

论外空活动跨界损害责任的法律规制

1引言 跨界损害责任制度是因人类社会的发展导致传统国家责任的不适应性而形成和发展的 [1],不为国际法所禁止的行为也可能因产生损害后果而要求国家承担相应责任.近年来,在外空领域的低轨小卫星星座大量建设,私营航天活动蓬勃开展,在加快人类利用外空资源的同时带来了空间交通的"拥挤"以及空间碎片大量增长的负面效应,跨界损害出现...     

星下点轨迹恒定的低轨星座构型设计方法

为探寻适用于低轨巨型星座的构型设计方法,提供了一种所有卫星共星下点轨迹,且该轨迹固定不变的低轨恒定轨迹星座构型解析设计方法。该构型用回归因子、卫星总数两个参数进行编码。首先,利用平均轨道根数思想,建立了地球非球形摄动带谐项阶数为J₄条件下的回归轨道设计解析模型。其次,根据卫星与地球相对运动规律,确立了满足共星下点轨迹条件的解析式。最后,结合回归轨道设计与共星下点轨迹设计思想,建立低轨恒定轨迹星座构型设计模型。最终仿真结果表明,该构型设计方法符合所有卫星共星下点轨迹、且轨迹固定不变的设计预期,验证了本构型设计方法的有效性。本星座构型具有形式简易、构型易维持、覆盖范围广的特点,确保了空间系统与地面系统的方位一致性,极大程度降低了星地系统协同的复杂度。     

基于TLE的Starlink星座第一阶段部署情况分析

近年来,随着卫星技术的快速发展和低轨（low earth orbit,LEO）卫星宽带互联网建设需求的不断增加,低轨大规模星座发展日新月异。针对Starlink星座初始化部署问题,首先论述了“星链”（Starlink）星座现状,分析在轨卫星高度变化。然后利用公开的两行轨道根数（two-line element,TLE）,从卫星发射入轨、轨道面分布两个方面,简要分析了Starlink星座的部署情况,给出升交点的变化规律;同时仿真分析了Starlink星座对地面的覆盖性能。最后,给出星座轨道面和相位分布、故障卫星处置以及可见卫星数量。所分析的结果以期为中国未来部署大规模LEO星座的建设提供借鉴。     

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。      

“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。