区域性中低轨卫星移动通信系统星座设计

探讨了非静止轨道区域性覆盖卫星移动通信系统星座设计方法。针对我国区域性覆盖,理论研究、计算和总结了各种中低轨星座设计方法的结果,包括全球覆盖星座、地带性覆盖星座、极圆轨道区域性覆盖星座、倾斜圆轨道区域性覆盖星座,同时提出了我国赤道、椭圆轨道星座设计。综合比较和仿真分析,赤道轨道地带性覆盖星座（总卫星数为５颗）、段斜圆轨道区域覆盖星座（总卫星数为８颗）可作为我国区域性覆盖、非静止轨道卫星移动通信系统     

面向区域导航增强的低轨卫星星座设计

部署低轨导航卫星是对现有卫星导航系统的有效补充,是实现导航增强的重要途径。研究了低轨卫星的星座设计问题,面向区域导航增强的应用需求,采用基于椭圆轨道的星座设计方案,利用卫星在椭圆轨道远地点运动速度慢、覆盖区域大、相对地面滞留时间长等特点,提升其对局部区域的覆盖能力。此外,在Flower星座框架下优化每颗卫星的轨道参数,确保其星下点轨迹重复经过重点区域的中心,延长卫星相对于给定区域的过顶时间。有效改善了过顶时间、覆盖重数、空间几何分布等影响导航性能的关键指标。在以北斗3号系统为导航增强对象的仿真对比中发现,在低轨卫星数量相同的条件下,该文的卫星星座设计方案具有更好的导航增强性能。     

LEO/MEO星座组网设计与分析

具有星际链路的低轨(LEO)和中轨(MEO)星座组网,对构建卫星信息传送网络至关重要。该文建立了一种具有星际链路的LEO/MEO双层星座模型,对MEO、LEO星座组网进行分析,设计了卫星信息传送网络LEO/MEO星座组网仿真系统。通过STK仿真,得到LEO/MEO双层星座组网的卫星星座结构、星际和星地链路通断时间、链路传输时延等数据,分析得出具有LEO/MEO双层星座组网的卫星信息传送网络拓扑结构变化数据,并应用到卫星信息传送网络的构建中,为卫星信息传送网络综合性能的评价提供支持。     

双基站星座覆盖性能分析及星座设计

在双基站理论研究基础上，首先给出了星座对双基站覆盖性能分析时的3个定理并予以证明，然后分析了对0^。～55^。纬度带覆盖时的一种双基站星座设计方法。该方法首先判断在进行星座设计时是否需要考虑星座对空间站的覆盖性能，然后用本文提供的方法大概确定满足覆盖要求的星座构型，再根据点覆盖数值仿真方法计算具体星座参数，最后检验星座对空间站的覆盖性能。     

低轨卫星星座系统的快速随机接入算法

在低轨卫星星座系统中,针对高动态终端需要快速接入的问题,提出了一种基于增强型冲突解决ALOHA(ECRA,enhancing content resolution ALOHA)改进算法(MECRA,modified ECRA).该算法利用用户终端会被两颗及以上低轨卫星覆盖的特点,数据包只需发送一次,可被多颗卫星同时接收...     

移动卫星通信系统低椭圆轨道星座设计

讨论低椭圆轨道移动卫星通信系统的星座设计问题，提出了星座中各卫星高度不断变化时，卫星群相位的优化设计方法。本文设计的覆盖我国的低椭圆轨道系统星座有二个方案：第一个方案是由１２颗低椭圆轨道卫星（远地点为２９０６ｋｍ而近地点为４２７ｋｍ）组成；第二个方案为弥补系统对低纬度地区覆盖率低的缺陷，而增加四颗赤道平面中轨道卫星，提供对我国的连续覆盖。     

σ星座设计与仿真

σ星座作为一种具有独特星下点轨迹特性的特殊Walker星座类型,有关σ星座设计方法的描述在众多文献中相对缺乏,许多阐述也并不完备。基于此,深入研究了地面轨迹分离数与σ星座构型的关系,建立了σ星座空间几何模型,提出了一种σ星座设计解析方法。通过STK软件仿真验证了该设计方法的可行性,仿真结果表明,σ星座在高轨通信卫星星座和预警卫星星座的设计方面具有巨大的应用前景。     

一种有效的中椭圆轨道卫星星座设计与分析

利用椭圆轨道远地点特性和对地覆盖性能曲线，提出了一种纬度带连续覆盖中椭圆轨道卫星星座设计方法，并设计了一个覆盖我国所在纬度区域的具有三链路的中椭圆轨道卫星星座。通过仿真分析发现，中椭圆轨道星座具有覆盖率高、覆盖重数多等特点，在未来军事通信、导航、预警等领域具有广阔的应用前景。     

低轨卫星星座在导弹预警中的应用研究

为了提高潜射弹道导弹早期预警能力,设计了一种低轨道Walker卫星星座。该星座利用低轨卫星对导弹预警卫星系统进行补充,实现对应急任务的快速响应。以预警探测系统的连续覆盖能力为指标,利用STK软件对该设计进行了建模仿真,并就卫星轨道参数、星座构型和覆盖性能等方面进行了详细分析。仿真分析结果表明,该星座可对我国周边局部威胁海域实现97%以上的连续覆盖,并对该区域北纬26°以下的部分实现严格连续覆盖。     

低轨卫星移动通信系统馈电链路切换方案

研究了无星际链路低轨卫星移动通信系统中的馈电链路的切换问题,提出了两种馈电切换方案-最短馈电链路切换方案和最长可视时间切换方案。结合两种已有的用户链路切换准则,在构造的非均匀分布全国话务密度模型上进行了系统仿真。仿真结果表明馈电链路切换方案对系统开销影响较大,选择最长可视时间馈电链路切换方案,可以减少切换带来的信令开销,提高服务质量,具有较高的参考和实用价值。     

对地观测小卫星星座设计及区域覆盖性能分析

研究了对地观测任务的轨道选择与星座设计的基本方法,并根据特定的观测区域,建立了仿真模型,并使用了注册评估版STK卫星工具箱软件对该模型进行了仿真演示与计算,最后分析了设计的星座对目标区域的覆盖特性。结果表明,在使用少量的轨道平面和卫星数目的情况下,文中设计的星座对目标区域仍然具有良好的覆盖性能。     

Walker星座服务卫星轨道设计

根据Walker星座构型特点,提出了一种用较少数量服务卫星无须变轨为整个Walker星座进行服务的服务卫星轨道设计方法。以轨道面为单位,星座每个轨道面布置1颗服务卫星,服务卫星轨道位于星座轨道共面相交的椭圆轨道,每颗服务卫星无需变轨能与同一轨道面上的所有星座卫星交会。根据多星交会条件推导了服务卫星轨道要素的计算公式。通过算例分析,验证了Walker星座服务卫星轨道设计方法。     

低轨卫星网络动态路径切换技术

面向星座式低轨（LEO）卫星网络,针对动态路由技术重构时间长导致的资源利用率下降问题,提出了一种基于预测的路径切换机制.依据卫星飞行轨迹,预测星间链路的可用时间,从而判断当前传输路径的可用寿命.在当前路径断开之前及时触发路由重构,为当前传输寻找备用路径,避免路由重构导致传输中断.提出了新型路径选择方案,根据当前路径代价和网络全局负载状态设计了综合代价函数,用于选择最优路径.仿真结果表明,所提出的路径切换技术可有效降低数据转发的丢包率,提升网络整体吞吐量.     

同地迹八颗IGSO卫星区域导航星座分析

设计了由八颗倾斜圆轨道地球同步(IGSO)卫星组成的导航星座.仿真分析表明:该星座具有只需维持覆盖区域不变,无需进行队形保持的优点.对我国绝大部分地区定位精度在20 m以内,北部、西部偏远地区不超过50 m;导航性能优于八颗非同地迹ISGO卫星星座.对亚太地区多重覆盖能力远高于四颗近圆地迹轨道星座;与大椭圆轨道相比,具有卫星轨道保持消耗燃料少,用户终端技术要求低等优点.     

基于目标运动特性的多功能混合星座设计方法

针对地面探测目标的运动特性,结合卫星有效载荷的功能特点,提出了一种由携带不同有效载荷、功能相似的卫星组合而成的卫星星座的设计方法,并以对太平洋海域运动目标的探测为例,设计了一个多功能混合探测卫星星座。通过仿真分析可知,该混合星座对海上运动目标具有较好的探测识别性能。     

异构预警卫星星座设计与分析

针对北半球预警卫星的应用背景和设计要求,结合椭圆轨道的覆盖特点,提出了一种由中椭圆轨道卫星和赤道圆轨道卫星组成的异构预警卫星星座设计方案,并对该预警星座的预警性能进行了仿真分析。仿真结果表明,这种异构星座构形具有很好的区域覆盖性能。     

低轨卫星通信系统的前导序列设计研究

由于低轨卫星波束小区最大前导到达时间差远大于地面5G小区,在后5G低轨卫星通信系统中直接应用现有5G前导序列设计易导致定时提前估计失败。通过分析两步定时提前估计流程和前导序列间干扰,本文提出了一种增强前导序列设计方案,核心思想为灵活级联前导子序列以及在子序列间进行差异化功率分配。仿真表明,当接入用户数为32且信噪比为-10dB时,所提方案相比现有方案能显著降低考虑定时提前估计精度时的前导漏检率,降低了用户随机接入失败可能性。     

一种重路由策略在低轨QoS卫星网络中的应用

提出在低轨(LEO)服务质量(QoS)卫星网络中使用重路由策略容纳尽可能多的QoS业务。重路由是为接受新的传输请求,选择一个已经被网络接受的数据流并用其他的路径替代该数据流的路径,且不这样做,就无法接受这个新请求。计算机仿真验证了重路由策略应用在LEO QoS卫星网络中的可行性。结果表明,重路由策略能够有效地提高网络资源利用率,但同时也增大了数据流的连接切换频率。为了解决这个问题,结合LEO星座的网络拓扑特点提出了一种新方法选择数据流进行重路由,仿真结果表明,该选取方法改善了数据流的连接切换频率性能。     

纬度带连续单重覆盖星座快速设计方法与实现

首先,介绍了经典的纬度带连续覆盖星座设计方法,并分析了其局限性;然后,针对纬度带的连续单重覆盖问题,基于卫星环"覆盖带"的几何特性,提出了一种简便快捷的纬度带连续单重覆盖星座设计方法,并给出了实现步骤;最后,通过数字仿真,将设计结果与Rider倾斜圆轨道地带覆盖星座设计结果进行了比较。     

低轨通信卫星箱式构型设计与散热能力分析

为提高低轨通信卫星散热效率,降低卫星平台质量,通过分析卫星在轨飞行时各个蜂窝板外热流特点,提出一种以热管为传导网络的倒梯形延展板箱式构型。首先,根据低轨通信卫星在轨外热流积分平均值,通过数值计算得到各蜂窝板平均散热能力,并对比两种箱式构型散热能力。其次,为保证各蜂窝板温度均匀,设计了由预埋热管和外敷热管组成的热管网络,强化蜂窝板内和蜂窝板间热耦合特性。最后,某型低轨通信卫星采用倒梯形延展板构型方案,并对卫星进行高低温热平衡试验验证。研究结果表明:在相同面积条件约束下,与正梯形构型相比,倒梯形延展板构型+X蜂窝板散热能力提升36.3%,-X蜂窝板散热能力提升36.4%,+Z蜂窝板散热能力提升10.2%,-Z蜂窝板散热能力提升98.6%,整星散热能力提升34.6%;热平衡试验结果表明,在高低温工况下所有设备满足温度指标要求,整星满足2 200 W热耗散热能力需求,其中+Z板相控阵天线峰值热耗为870 W,证实了基于热管网络的倒梯形延展板箱式构型的可行性。