【正文】 tte星座 ) ?共地面軌跡星座 ?赤道軌道星座 ?混合軌道星座 80 ?極軌道星座 ?在極軌道星座中：每個(gè)軌道面有相同的傾角和相同數(shù)量的衛(wèi)星，所有衛(wèi)星具有相同的軌道高度 ?軌道傾角為固定的 90186。 2 3 2 4 2 5 3 5 3 6 3 7 4 7 4 8 4 9 5 9 88 ?近極軌道星座 ?傾角接近但不等于 90186。假設(shè)初始時(shí)刻，星座第一顆衛(wèi)星位于 (0186。 相鄰軌道面相鄰衛(wèi)星間的相位差為 360186。) αmin (186。和 108186。反之，一旦衛(wèi)星相對(duì)于標(biāo)稱位置的漂移超過了這個(gè)容許范圍，就認(rèn)為星座穩(wěn)定性受到了破壞，需要對(duì)星座進(jìn)行構(gòu)型保持控制。 122 星座構(gòu)型重構(gòu)控制 ? 為什么要重構(gòu)？ ?星座部署結(jié)束后，星座構(gòu)型的完整性將會(huì)受到衛(wèi)星可靠性的影響，從而導(dǎo)致星座性能的下降。 125 ? 從攝動(dòng)對(duì)衛(wèi)星軌道的影響來看： ?地球非球形引力攝動(dòng)對(duì)軌道半長軸、偏心率和傾角沒有長期影響，而對(duì)于升交點(diǎn)赤經(jīng)、近地點(diǎn)幅角和平近點(diǎn)角存在長期攝動(dòng)。 130 參數(shù)偏置攝動(dòng)補(bǔ)償策略 ? 目的：通過提高星座構(gòu)型的穩(wěn)定能力，降低星座保持控制的頻率。 2. 根據(jù)構(gòu)型保持特定任務(wù)需求設(shè)計(jì)底層反饋控制，消除星座衛(wèi)星的軌跡偏差。 137 分段離散序列控制策略 ? 每一時(shí)段只有一顆衛(wèi)星進(jìn)行位置保持控制，所有衛(wèi)星構(gòu)型維持時(shí)間作為一次控制周期，確保每個(gè)周期實(shí)現(xiàn)對(duì)所有衛(wèi)星的位置保持。 4. 保證衛(wèi)星軌道修正對(duì)星座性能影響最小。 ? 在星座設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免選擇共振影響強(qiáng)烈的衛(wèi)星軌道或者選擇那些具有較高回歸周期的弱共振軌道。 129 ? 如果衛(wèi)星存在初始偏差，則初始偏差將會(huì)加速星座構(gòu)型破壞，增加對(duì)星座性能影響的程度。 ?從攝動(dòng)量級(jí)來看，地球非球形引力攝動(dòng)中的扁率攝動(dòng)的影響最大，約 104~105量級(jí)。 121 自主保持示例 ? 美國部署的第三代 GPS衛(wèi)星中， BLOCK IIR衛(wèi)星能夠在與地面測控站聯(lián)絡(luò)中斷的非常條件下自主工作 180天之久，而系統(tǒng)性能不受影響，導(dǎo)航精度達(dá)到 6m。 118 ? 在進(jìn)行構(gòu)型保持控制時(shí)衛(wèi)星需要暫停服務(wù)，從而影響了星座性能的穩(wěn)定性和連續(xù)性，因此，星座設(shè)計(jì)時(shí)需要對(duì)這種情況加以考慮，使得衛(wèi)星在相對(duì)于標(biāo)稱位置的一定范圍內(nèi)運(yùn)行都能滿足性能要求。)S a t 1S a t 6S a t 3S a t 5S a t 4S a t 2114 赤道軌道星座 ?赤道軌道星座 ?N顆衛(wèi)星在特定高度的赤道軌道面上均勻分布 115 ?混合軌道星座 ?Orbm系統(tǒng) ?3個(gè)傾角 45186。) h (km), El=10186。 軌道面內(nèi)相鄰衛(wèi)星間的相位差為 360186。) h (km), EL=10176。) ?1(186。 因此太空垃圾若與運(yùn)作中的人造衛(wèi)星、載人飛船或國際空間站相撞，會(huì)危及到設(shè)備甚至宇航員的生命，據(jù)計(jì)算一塊直徑為 10厘米的太空垃圾就可以將航天器完全摧毀，數(shù)毫米大小的太空垃圾就有可能使它們無法繼續(xù)工作。 1986年，歐洲發(fā)射的“阿麗亞娜”火箭剛進(jìn)入軌道就發(fā)生爆炸，其碎塊中大于 10厘米的就有 564塊，還有 2300多塊小于 10厘米的。 ? 70年代末發(fā)展起來的移動(dòng)電話技術(shù) ，在短短的 20年時(shí)間里，先后經(jīng)歷了模擬信號(hào)、 GSM、 CDMA等階段，網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積和通話質(zhì)量達(dá)到了很高水平，手機(jī)已做到個(gè)性化，為眾多消費(fèi)者所接受， 構(gòu)成 了對(duì)銥星電話的絕對(duì)市場優(yōu)勢 。 50 ? 銥星用戶 最多時(shí)才 ， 而 65萬 用戶才能贏利 。非但如此，使用之前必須經(jīng)過特殊培訓(xùn)。） 43 ? 銥 星系統(tǒng)的復(fù)雜、先進(jìn)之 處： – 在于 采用了星上處理和星間鏈路技術(shù)，相當(dāng)于把地面蜂窩網(wǎng)倒置在空中，使地面實(shí)現(xiàn)無縫隙通訊 ； – 解決 了衛(wèi)星網(wǎng)與地面蜂窩網(wǎng)之間的跨協(xié)議漫游 。 39 ? 銥系統(tǒng)地面段 ? 用戶 終端有手持機(jī)、車載臺(tái)和半固定終端 3種類型。銥星系統(tǒng)的手機(jī)事實(shí)上是 兩用的 , 銥星系統(tǒng)的手機(jī)既可以用來打銥 星系統(tǒng) 電話 , 也可用來打普通蜂窩制式的移動(dòng)電話。與衛(wèi)星有效載荷相關(guān)的特殊呼叫控制功能也能夠由衛(wèi)星控制中心來完成，按照功能又可以劃分為衛(wèi)星控制功能組和呼叫控制功能組 ?衛(wèi)星 控制功能組的主要任務(wù)包括：產(chǎn)生和分發(fā)星歷；產(chǎn)生和傳送對(duì)衛(wèi)星有效載荷和公用艙的命令；接收和處理遙測信息；傳輸波束指向命令；產(chǎn)生和傳送變軌操作命令；執(zhí)行距離校正 ?呼叫 控制功能組完成移動(dòng)用戶到移動(dòng)用戶呼叫的實(shí)時(shí)交換 26 ? 系統(tǒng)用戶段 ?用戶 段由各種用戶終端組成； ?主要 分為兩個(gè)主要的類別：移動(dòng)（ Mobile）終端 和便攜（ Portable）終端 27 ? 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)可以工作于多個(gè)頻段 ? 頻段的選取主要取決于系統(tǒng)提供的服務(wù)類型 ? 衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)頻率分配是先后通過 87年和 92年的世界無線電行政大會(huì)（ WARC8 92）， 9 97和 2023年世界無線電大會(huì)（ WRC9 9 2023）分配 28 WARC87分配的 MSS頻譜 頻率（ MHz） 傳輸方向 業(yè)務(wù)類型 ↓ LMSS和 MMSS ↓ MMSS和低速率 LMSS ↓ AMSS（可公用） ↓ LMSS ↑ MMSS和低速率 LMSS ↑ LMSS和 MMSS ↑ MMSS和低速率 LMSS ↑ AMSS（可公用） ↑ LMSS 29 ? WARC92為全球 3個(gè)頻率區(qū)域分配了 NGEO衛(wèi)星移動(dòng)通信業(yè)務(wù)和衛(wèi)星無線定位業(yè)務(wù)（ RDSS）的使用頻段，包括 VHF、 UHF， L和S波段 W A R C 9 2 的 頻 率分 配 ( M H z )I T U 世 界 分 區(qū)1傳 輸方 向1 3 7 1 3 7 . 0 2 51 3 7 . 0 2 5 1 3 7 . 1 7 51 3 7 . 1 7 5 1 3 7 . 8 2 51 3 7 . 8 2 5 1 3 81 4 8 1 4 9 . 91 4 9 . 9 1 5 0 . 0 53 1 2 3 1 53 8 7 3 9 03 9 9 4 0 0 . 0 54 0 0 . 1 5 4 0 11 4 9 2 1 5 2 51 5 2 5 1 5 3 01 5 3 0 1 5 3 31 5 3 3 1 5 3 51 5 3 5 1 5 4 41 5 4 4 1 5 4 51 5 4 5 1 5 5 51 5 5 5 1 5 5 91 6 1 0 1 6 1 0 . 61 6 1 0 . 6 1 6 1 3 . 81 6 1 3 . 8 1 6 2 6 . 51 6 2 5 . 5 1 6 3 1 . 51 6 3 1 . 5 1 6 3 4 . 51 6 3 4 . 5 1 6 4 5 . 51 6 4 5 . 5 1 6 4 6 . 51 6 4 6 . 5 1 6 5 6 . 51 6 5 6 . 5 1 6 6 01 6 6 0 1 6 6 0 . 51 6 7 5 1 6 9 01 6 9 0 1 7 0 01 6 7 5 1 6 9 01 6 9 0 1 7 0 01 7 0 0 1 7 1 01 9 3 0 1 9 7 01 9 7 0 1 9 8 01 9 8 0 2 0 1 02 1 2 0 2 1 6 02 1 6 0 2 1 7 02 1 7 0 2 2 0 02 4 8 3 2 5 0 02 5 0 0 2 5 2 02 6 7 0 2 6 9 0M S S2 3m s sM S Sm s sM S SL M S Sm s sm s sM S SM S S—M S S—M M S S , l m s s M S SM M S S , L M S SM M S S M M S S , l m s sM M S SM S SA M S S ( R )L M S SM M S S , L M S SM M S S , l m s sM S SA M S SL M S SL M S S—M S S——M S S——M S S——M S S——M S S——m s s——M S S—M S S—m s s——M S S—M S SM S SM S SM S S M S S , R D S S M S S , r d s sM S S M S S , R D S S M S S , r d s sM S S , R D S S , m s s M S S , r d s s , m s sm m s s , l m s s M S S M S SM S S M S S , R D S S M S S , r d s sM S S , m s s30 ? 星 計(jì)劃及其衰落 31 銥星 計(jì)劃 ? 第一 個(gè)全球覆蓋的 LEO衛(wèi)星蜂窩系統(tǒng)，支持話音、數(shù)據(jù)和定位業(yè)務(wù) ? 由于 采用了星際鏈路，系統(tǒng)可以在不依賴于地面通信網(wǎng)的情況下支持地球上任何位置用戶之間的通信。銥系統(tǒng)采用該結(jié)構(gòu)方案為移動(dòng)用戶提供服務(wù)。 10 衛(wèi)星移動(dòng)通信的特點(diǎn)和問題 – 衛(wèi)星功率有限與移動(dòng)臺(tái)低天線增益之間的矛盾十分突出； – 系統(tǒng)在衰落信道中工作，電波傳播情況復(fù)雜； – 眾多用戶共享有限的衛(wèi)星資源（頻率和功率）； – 移動(dòng)臺(tái)要求高度的機(jī)動(dòng)性，在衛(wèi)星不能保持固定覆蓋的情況下對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理（切換、路由等）提出較高要求 11 衛(wèi)星移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù) ? 抗衰落通信技術(shù) – 調(diào)制解調(diào)技術(shù)、分集和均衡技術(shù)、糾錯(cuò)編碼技術(shù)、功率控制技術(shù) ? 網(wǎng)絡(luò)管理與控制 – 多址、切換、路由、交換技術(shù) ? 天線及射頻技術(shù) – 多波束天線、大口徑天線 ? 空間段與地面段相匹配的優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù) – 星座設(shè)計(jì)、星上處理轉(zhuǎn)發(fā)器技術(shù) 12 星際鏈路 ? 面內(nèi)星際鏈路 ?通常，一顆衛(wèi)星和同一軌道面內(nèi)位于其前后的各一顆衛(wèi)星建立面內(nèi)星際鏈路 ?因?yàn)橥卉壍烂鎯?nèi)衛(wèi)星間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)幾乎為零，因此星際鏈路天線的指向角是固定的，也無需跟蹤功能 13 星際鏈路（ 續(xù)） ? 面間星際鏈路 ?由于衛(wèi)星間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此星際鏈路天線的方位角、仰角以及鏈路長度都是時(shí)變的，因此需要采用跟蹤天線 14 星際鏈路（ 續(xù)）