星座卫星移动通信系统最新发展及启示

星座卫星移动通信系统是未来卫星通信应用的主要发展方向,凭借卫星固有优势和新技术优势的融合,星座卫星移动通信系统受到了国内外的高度重视和关注。本文从国外和国内两个方面分析了同步轨道和低轨道两类星座卫星移动通信系统的最新发展现状,重点介绍了国外的Inmarsat系统、Starlink系统和国内"天通一号""鸿雁""虹云"系统。结合星座卫星移动通信的应用特点,分析得出低轨道、军民两用、智能通信、低成本及高质量通信是卫星移动通信系统的发展趋势。星座卫星移动通信系统具有巨大的商业通信和军事应用价值,我国必须充分利用长期积累的航空航天和卫星通信技术经验,合理规划利用太空资源,加强星座卫星移动通信系统建设,依托卫星移动通信系统构建"天地一体化"网络,推动信息化建设。     

微小卫星在太空中闪烁(上)

在人造地球卫星家族中,越来越多地出现微小卫星的身影。人们一般把1吨以下的卫星统称为微小卫星(miniaturesatellite),其中100～1000千克的卫星称为小卫星(minisat),10～100千克的卫星称为微卫星(microsat),1～10千克的卫星称为纳卫星(nanosat),0.1～1千克的卫星称为皮卫星(picosat),小于0.1千克的称为飞卫星(femtosat)。微电子技术的进步、轻型材料的研制以及高功率太阳能电池的出现,都为微小卫星的研制和发展创造了条件。与以往的大卫星相比,微小卫星具有很多优势。如微小卫星重量轻、体积小,再加上批量生产,生产成本低;可以用小型火箭发射,或作为大型火箭的辅助载     

解析法区域覆盖卫星星座设计

对典型卫星星座进行了分析。使用解析方法,以卫星载荷的工作高度范围为约束条件,以有效利用卫星覆盖区域为原则,给出设计区域覆盖卫星星座的详细步骤,得出卫星轨道根数和星座轨道参数。利用卫星工具包(STK)生成卫星星座图。     

中国电科助力2021年航天发射开门红

<正>1月20日,天通一号03星成功发射,顺利进入预定轨道,任务获得圆满成功,中国航天发射迎来2021年开门红。中国电科在卫星运控系统、核心芯片、能源产品以及火箭外测系统等关键领域发挥至关重要作用。天通一号卫星移动通信系统是中国自主研制建设的卫星移动通信系统,由空间段、地面段和用户终端组成。     

BDS在低轨卫星编队高精度相对轨道确定上的应用分析

分析基于北斗卫星导航系统(BeiDou satellite navigation System, BDS)的低轨卫星编队相对轨道确定问题,但由于缺乏实测数据,通过仿真实验展开研究。结果表明,500 km空域平均可视BDS卫星数约为9.7,由于地球静止轨道(GeoStationary earth Orbit,GEO)卫星和倾斜地球同步轨道(Inclined GeoSynchronous earth Orbit,IGSO)卫星的存在,亚太地区的可视BDS卫星数明显偏多。仅考虑观测噪声的影响时,基于BDS的相对定轨精度可达0.74 mm,加入星历误差的影响,对近距离编队系统的相对定轨而言,GEO卫星数米的星历误差可以忽略,但当星间距离增大到约200 km时,GEO卫星单差后的星历误差可达厘米量级,GEO+IGSO+中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)卫星和IGSO+MEO卫星求解的相对轨道精度分别为1.09 mm和0.96 mm,GEO卫星的加入使得精度下降了13.54%。在其余误差得到有效处理后,BDS的相对定轨精度可达亚毫米量级,且无明显区域差异,GEO卫星和IGSO卫星能提高近距离编队系统的全球相对定轨精度,未来BDS将广泛应用于低轨卫星编队相对轨道确定。     

CODE新光压模型对北斗混合导航星座精密轨道确定的影响

运用卫星定轨软件工具包NUDTTK,分析了欧洲定轨中心扩展的经验光压模型(EECOM)对北斗二代混合导航星座精密轨道确定的影响。研究表明:对地球静止轨道卫星而言,EECOM能够明显改善定轨精度,相比于传统的ECOM-9和ECOM-5模型,卫星激光测距检核精度分别提高17.4%和35.1%。对倾斜地球同步轨道卫星和中轨道卫星而言,采用ECOM-5模型的定轨精度要优于采用EECOM和ECOM-9模型的,新光压模型EECOM并不能有效改善倾斜地球同步轨道卫星和中轨道卫星的定轨精度。与IGS数据分析中心WHU、GFZ和CODE的轨道产品相互比对的结果显示:目前,国防科技大学北斗精密轨道产品中,地球静止轨道卫星的定轨精度为1~4 m,倾斜地球同步轨道卫星的定轨精度为25~30 cm,中轨道卫星的定轨精度为10~20 cm。     

复兴中的俄罗斯“格洛纳斯”全球导航系统

“格洛纳斯”为俄语“全球卫星导航系统”缩写词（ГЛHACC）的译音．与美国GPS类似．军民两用。完整的“格洛纳斯”系统包括空间卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分,组网卫星共24颗．包括21颗工作卫星和3颗备用卫星。这些卫星分布在3个近圆形的轨道平面上．每令轨道面分布8颗卫星．轨道平面两两相隔120&#176;．同平面内的卫星之间相隔45&#176;。     

主星带伴随微小卫星编队SAR系统的空间分辨率分析

根据主星带伴随微小卫星编队SAR系统的结构特点,建立了双站SAR系统的几何模型,然后推导分析了距离分辨率和方位向分辨率的解析表达式,最后仿真分析了以ENVISAT作为主星、"干涉车轮"的距离分辨率和方位向分辨率随主星到编队小卫星的距离、相对轨道高度的变化情况,并且与主星SAR的分辨率进行了比较。结果表明:(1)空间分辨率大小随波束入射角的变化基本上与主星一致;(2)空间分辨率随主星与伴随小卫星的距离增大而增大;(3)空间分辨率之差随微小卫星相对椭圆轨道短轴的增加而增加。     

我国将来更高精度CSGM卫星重力测量计划研究

基于卫星跟踪模式的优化选取、关键载荷的优化组合、轨道参数的优化设计、仿真模拟的先期启动和反演方法的优化改进,开展了我国将来CSGM(China’s Satellite Gravity Mission)卫星重力测量计划实施的研究论证。由于卫星跟踪卫星高低/低低(SST-HL/LL)模式对地球中长波重力场的探测精度较高、技术要求相对较低,而且可借鉴当前GRACE卫星的成功经验,因此建议将来CSGM卫星重力测量计划采用SST-HL/LL模式;建议开展激光干涉星间测距仪、复合GPS接收机、非保守力补偿系统、卫星体和加速度计质心调节装置等关键载荷的先期研制;建议将来CSGM卫星的轨道高度(300~400km)和星间距离(100±50km)选择在已有重力卫星的测量盲区;建议将仿真技术应用于CSGM卫星的方案论证、系统设计、部件研制、产品检验、空中使用、故障分析等研发和运行的全过程;对比分析了卫星轨道摄动法、动力学法、能量守恒法和加速度法的优缺点,建议寻求新型、高精度、高效率和全频段的卫星重力反演方法;提出将来CSGM卫星重力测量计划的预期科学目标:在300阶处,累计大地水准面精度和累计重力异常精度分别为1~5cm和1~5mGal。     

基于STK的SAR卫星轨道预报设计与仿真

SAR(合成孔径雷达)卫星可以全方位全天候的对特定区域进行侦察,对SAR卫星的轨道预报是反SAR前提.首先基于Access数据库建立了SAR卫星数据库;通过STK(卫星工具包)的STK/Connect模块实现了SAR卫星数据库与STK的连接,基于STK平台实时的显示了SAR卫星的在轨运行以及对地覆盖情况;系统的报告生成功能可生成SAR卫星星座在此时间段内对区域的访问报告,根据报告可对访问该区域的SAR卫星进行轨道预报.     

移动业务的SCPC按申请分配卫星通信系统的设计

移动卫星系统(MSAT)计划为加拿大本土大面积地区的广大用户提供移动通信业务,以按申请分配 SCPC 通道来达到对有限频谱的充分利用。本文主要叙述移动通信业务按申请分配多址联接(DAMA)系统的技术条件和设计,重点放在用于提供用户/控制器接口的信令方案上。短呼叫保持时间特别要求有低的信令开销和低时延,导致在系统实现上采用了新型的混合技术。     

美空军透露下一代导弹预警系统发展计划

<正>据航天新闻网站2014年10月10日报道,美国空军官员称,美国空军在仔细考虑其导弹预警卫星星座发展,包括增强的能力或可精简的能力在内的多种方案。据相关文件和工业官员表示,今年,有关实验型导弹预警传感器的工作已经全面展开,空军还在密切关注先进的数据处理技术。目前空军主要依靠"天基红外系统"(SBIRS)和遗留的"国防支援计划"(DSP)卫星,提供战略和战区导弹预警。一旦全部部署,SBIRS将包括4颗地球同步轨道专用卫星、4个搭载在大椭圆轨道秘密卫星上的红外载荷以及一个地面站网络用于接收、     

地心甚高轨道星座构形协同捕获控制策略

针对地心甚高轨道星座构形协同捕获控制问题,基于虚拟编队方法设计了协同捕获控制策略,采用三脉冲燃耗最优轨迹规划算法对构形捕获轨迹进行协同规划;并且结合自适应全程积分滑模控制器对卫星各自转移轨迹进行跟踪控制。以10万km轨道高度的三星星座构形捕获为例进行仿真验证,仿真结果表明:该策略可以有效应用于地心甚高轨道星座构形捕获控制,能够在燃耗较少的情况下使星座中卫星同时到达各自的标称位置,同时具有较高的精度。     

卫星通信新技术专题讲座(三) 第6讲 卫星移动通信系统中双Chirp同步方法

由于卫星和通信终端之间的相对运动,卫星移动通信系统中信号传播过程中会引入多普勒频移和传播时延,这些均要求系统必须能够快速实现同步。文章介绍了一种适用于卫星移动通信系统的,基于双Chirp的信号检测和同步方案。计算机仿真结果表明该方案能够迅速、准确地实现信号检测并估计出信号中的多普勒频移和传播时延,实现系统的快速同步,且工作门限较低。     

卫星通信系统中基于LDPC编码协同性能研究

文章提出在卫星移动通信系统中应用编码协同策略。分别建立卫星上、下行用户链路编码协同模型,仿真Rayleigh信道和Rician信道下基于LDPC编码的系统性能,并与单路未协同和传统两发一收分集系统进行性能比较。理论分析和仿真表明,采用LDPC编码协同策略相对于非协同时的系统性能有较大提升,虽然与分集系统性能有一定差距,但是其终端实现比较简单,在未来卫星移动通信系统中具有一定的应用前景。     

北斗卫星导航系统空间信号精度分析

按照空间信号测距误差(SISRE)的定义给出了北斗卫星SISRE的计算公式。利用2013年11月的实测数据及相应精密轨道钟差产品对北斗卫星轨道精度及SISRE进行了统计分析。结果表明:北斗系统non-GEO卫星广播星历轨道精度优于GEO卫星;各卫星广播星历轨道误差径向精度最好;GEO卫星SISRE均值优于4m,IGSO卫星SISRE均值优于3m,MEO卫星SISRE均值优于4m。     

北斗系统星载原子钟周期性波动的频谱分析校正方法

在建立卫星导航系统星座自主守时时间基准时,必须消除星载原子钟钟差数据中包含的周期性波动,以免将其引入系统时间。针对这一问题,基于国际卫星导航服务组织(International GNSS Service, IGS)提供的北斗系统星载原子钟钟差产品,提出了一种基于频谱分析的星载原子钟周期性波动校正方法。通过比较校正前后钟差数据的频率稳定度性能差异,确认该方法能够消除由环境因素引起的钟差数据周期性波动。北斗系统各类卫星星载原子钟的性能在校正后都得到了提升。地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升50%左右,中轨道地球卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升23%左右,倾斜地球同步轨道卫星星载原子钟的万秒频率稳定度提升15%左右。经过校正,北斗二号和北斗三号系统中的星载原子钟普遍达到了地面站铯钟的频率稳定度性能,为完全基于星载原子钟的星座自主守时提供了基础。     

俄罗斯的几种高新技术武器简介

卫星飞机 俄罗斯“石墨科研所”研制成功了一种楔形的微型卫星飞机,它机身长约6m,翼展不到1.5m。卫星飞机是介于巡航导弹和卫星之间的一种武器,其速度不低于弹道导弹(3000km/h以上),机动性不亚于巡航导弹,卫星飞机装备有核弹头,由运载火箭或战略轰炸机发射到近地轨道上,在轨道上它处于预定进攻的地域上空,需要时根据操纵台的信号飞向目标。     

“北斗”有望成我国主要导航方式

"北斗"多模导航终端市场规模2015年预计达到400亿元,2020年将达到4000亿元,有望取代美国的全球定位导航系统(GPS)单模,成为我国主要的导航方式2012年10月25日,中国第16颗北斗二代导航卫星被送入预定轨道;12月27日,北斗系统空间信号接口控制文件(ICD)正式版公布,标志着北斗导航系统正式向亚太区域提供持续无源定位、导航、授时等服务。如果说"北斗一代"的试验系统让中国成为世界上第三个拥有自主卫星导航     

GLONASS——GPS的伙伴

GPS 和 GLONASS 卫星导航系统是由美国和前苏联各自研制出来的全球卫星导航系统。于1995/1996年正式投入运行。它们将取代各自早期的卫星导航系统(子午仪系统和甚高频卫星导航系统)。早期的系统使用相似的卫星轨道,非常接近于极轨道,其高度约为1100千米,属低轨道卫星。卫星传送信息的频率是150和