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相关理论

同步轨道卫星

2017-06-27

1 实时测定轨方法


同步轨道卫星由于其"静止"特性,用多台站时间比对技术精确测定地面站到卫星间的伪距。而在以伪距为观测量的测定轨中,观测方程和动力学方程都是非线性的。为了避免线性化方程带来的误差,并满足实时性要求,该文提出用无味Kalman滤波(unscented Kalman filtering,UKF)法。实验是用5个距离拉开的测轨站采集的实测数据,并通过计算机仿真验证,仿真结果表明UKF法测定轨结果随机误差明显减小,而且满足实时性要求。

2 太阳同步轨道卫星


阳同步轨道卫星是指卫星轨道面的进动与平太阳的周年视运动同步的卫星。即升交点赤经的变化率Ω等于平太阳周年的视运动(0.9856度/日),因此太阳同步轨道的升交点和平太阳的赤经差将保持不变。它的另一特点是,极地逆行轨道,倾角介于96.5°到100°之间。它在应用方面的长处是,卫星在升段或降段过同一纬圈的当地时间一样。常用于运行时间较长的各类对地观测卫星天文卫星侦察卫星气象卫星等都属于太阳同步轨道,由于轨道较低比较容易发射。

3

地球同步轨道卫星


卫星在轨道上运行的周期与球自转的周期相同,因此卫星每天总是在相同的时刻经过地球上同一地区的上家,也就是在每天相同的时刻出现在相同地区的相同方位上,这样的卫星叫做地球同步卫星。将T=24小时代入前面的周期公式,可以得出h=36000千米,也就是说它在地面上以36000千米的高空运行。要把卫星发射到这样高的地方,需要的能量是很大的,这个困难的任务可以分两步完成,先把卫星发射到离地面200千米-300千米的圆形轨道(称为停泊轨道)上,再选择合适的时机,启动发动机,让它进入椭圆形的过渡轨道-称为转移轨道,最后在远地点再次启动发动机使卫星进入同步轨道。

4 移动通信系统


同步轨道卫星移动通信系统采用静止轨道卫星(卫星距地面约为 35860km,卫星运行周期约为24小时),其组成与固定业务卫星系统基本相同。其组成与固定业务卫星系统基本相同。同步轨道卫星移动通信系统是最早为公众提供服务的移动卫星系统,主要有国际海事卫星组织的INMARSAT系统和加拿大的MSAT系统,另外还有澳大利亚的MOBILESAT系统、美国的CELSAT和MSS系统。它们的优点是卫星数量少,技术成熟。缺点是信号的传输时延大,在两极处有盲区。

在所有系统中最有影响的是国际海事卫星组织的INMARSAT系统,拥有80个成员国, 我国于1979年加入INMARSAT组织。INMARSAT系统可提供海上、空中和陆地的移动通信业务。它主要由空中段、关口站和移动站组成。它的馈线链路工作在C频段,移动链路工作在L频段。

空中段包括4颗(或8颗)信卫星以及由跟踪、遥测、指令站和卫星控制中心组成的地面控制系统;关口站将本系统的所有业务连接到公共电话换网和专业通信网。