GEO卫星

摘要： 随着在轨服务技术的发展和对航天器发射运营成本的控制,航天器在轨服务模式将由“一对一”服务逐步发展为“一对多”“多对多”的服务模式。在具有多个服务目标的模式下,针对服务航天器的任务分配与规划将变得尤为关键。因此,本文研究了多服务航天器为多个地球同步轨道(GEO)卫星进行在轨加注的任务规划问题。首先,考虑服务航天器容量约束、服务路径约束等多类约束条件,以最小化燃料消耗为优化指标,以每个服务航天器的服务顺序为决策变量,建立“多对多”在轨加注任务规划模型。其次,针对遗传算法局部搜索能力差、易陷入局部最优的缺陷,设计了一种将大邻域搜索算法和遗传算法相结合的混合启发式算法(LNS-GA),用以求解该任务规划问题。该算法利用大邻域搜索算法中的“破坏”和“修复”思想,对遗传算法每一代种群中的精英个体进行进一步的迭代搜索,从而增强算法的局部搜索能力。最后,通过设定的仿真场景与单一遗传算法进行仿真对比,验证了本文所提出算法的有效性和优越性。

摘要： 为满足未来GEO卫星空间对抗手段多样化的需求,提出了一种对太阳光进行遮挡的新型空间攻防系统。首先,分析了太阳矢量在目标航天器轨道坐标系中的运动特性,基于近距离相对运动方程设计了追踪航天器的圆锥面绕飞轨迹,推导了N等份遮挡轨迹下的总速度增量表达式。其次,考虑非线性误差和复杂空间环境摄动的影响,采用自抗扰控制方法设计了闭环控制律。最后,仿真结果表明,圆锥面绕飞轨迹设计可行,在闭环控制律的作用下具有较高的太阳光遮挡精度,可成为一种有效的空间攻防手段。

摘要： 针对GEO通信卫星电缆网轻量化的需求,分析了影响电缆网质量特性的关键因素,提出了两种电缆网轻量化设计方案,一种是针对约占整星电缆网总质量70%的信号传输电缆,采用AWG28轻量化导体导线优化设计,并提出一种电连接器匹配焊接装联工艺,实现了AWG28导线在通信卫星领域的首次工程应用,该优化方案相较优化前的整星电缆网减重9.92kg;另一种是采用轻质绝缘层材料导线,针对国产新一代C55/x3系列宇航用轻型导线产品样本进行试验验证,设计轻质绝缘层电缆网绑扎、敷设等安装防护措施,并在某型号GEO通信卫星实现该系列导线的首次工程应用,该方案相较原整星电缆网可减重6.21kg。在确保技术性能、可靠性、安全性等条件下,本文提出的两种GEO通信卫星电缆网轻量化设计方案可行有效。

摘要： 基于北斗GEO卫星独有的静地特性,本文利用其观测数据提取电离层TEC进行磁暴期间电离层TEC时空变化研究。同时利用全球电离层格网图GIM值进行试验对比,结果表明:北斗GEO卫星提取的TEC与GIM模型值变化趋势一致,并且前者可更有效地监测电离层的细微扰动变化。在此次磁暴发生期间,亚太地区电离层TEC变化及扰动响应特征在纬度方向差异明显。其中南北半球较高纬度区域,电离层TEC在磁暴主相阶段主要表现为正响应扰动,而赤道及北半球较低纬度区域,电离层TEC在磁暴主相及恢复相阶段均产生了强度更大、持续时间更长的正响应扰动。结合现有研究,认为造成此次电离层异常扰动的激励因素主要为东向快速穿透电场的增强及热层中性成分的变化。试验结果也证明了GEO卫星可以精准有效地监测在磁暴发生时电离层TEC的变化规律及不同空间位置处TEC产生的扰动响应特征。

摘要： 2022年8月4日,美国第6颗天基红外系统高轨卫星(SBIRS GEO-6)在佛罗里达州卡纳维拉尔角太空部队站成功发射,标志着SBIRS星座的全面建成。SBIRS系统是目前美国天基导弹预警的主力军,为美军提供早期导弹预警、战场空间感知和技术情报。SBIRS系统分为空间和地面两个部分:空间部分由6颗SBIRS-GEO卫星和4个SBIRS-HEO有效载荷组成。地面部分即地面数据处理和指挥控制中心,主要功能包括识别导弹轨迹、数据分发、任务规划、星座管理和地面控制。截至2022年8月,SBIRS系统空间部分已全部部署。

摘要： 为分析天基高能激光对地球同步轨道(geosynchronous orbit,GEO)卫星的威胁,为高价值GEO卫星的防护设计提供参考,根据机动战术激光武器的技术发展情况,采用理论分析和数值计算的方法对天基高能激光的毁伤效能进行了评估。结果表明,10 kW级天基战术激光武器对卫星造成硬毁伤的距离可达50 km以上,卫星的易损部件依次为星表热控材料、太阳电池阵、碳纤维复合材料结构件和光学敏感器。根据分析结果得出的启示有:1)天基激光武器对GEO卫星的威胁是现实的;2)卫星激光防护应围绕薄弱环节开展以获取最佳效费比;3)应从单机、分系统、系统层面综合采取措施以提高系统鲁棒性;4)应采取主被动防护相结合的方式提高综合防护效能。

摘要： 太阳电池阵是卫星系统重要组成部分,原固定安装模式远远不能满足实际工程需要。本文通过建立单自由度下对日跟踪模型,结合电池阵工作功率计算公式,定义效能比为评价标准,经过仿真分析单自由度对电池阵工作效能的提升度。同时,从机械结构故障角度,对双板单自由度系统可靠性进行联合分析,得出增加自由度对系统可靠性的影响情况。综上完成对GEO卫星单自由度下电池阵的效能分析,为该类型电池阵设计提供借鉴和依据。

摘要： 赤道带GEO非合作目标的频繁机动监测是空间态势感知的重要工作.文中给出了GEO卫星东西漂移律和周期性位置保持机动原理,指出相关轨道特征参数有规律性跃变;利用公开下载的双行轨道根数TLE(Two-line Element),提出基于平经度及其漂移率的GEO东西机动周期提取和预报方法.为了提高数据源质量,利用SDP4模型将TLE平根数转换为瞬时同步根数;在等间隔数据插值处理后进行快速傅立叶变换提取轨道机动周期并预报.选取北斗GEO卫星进行验证,C02、C03、C59卫星东西机动周期预测结果分别为36.60、22.88、33.27 d,机动预报时刻的偏差在3 d以内,这与TLE更新间隔密切相关.

摘要： 对BDS高精度相对定位中GEO卫星的影响进行研究和分析.首先实现非差观测模型的BDS定位解算,在非差观测模型的基础上实现BDS高精度相对定位解算模型,然后分别利用全星座卫星和IGSO+MEO组合进行高精度相对定位处理,分析GEO卫星对BDS相对定位收敛时间和定位精度以及PDOP值的影响.结果表明,GEO卫星能稳定增加观测卫星数量,改善PDOP值,提高定位收敛速度和精度,BDS全星座高精度相对定位静态单天解与动态解均达到或优于cm级.

摘要： 太阳电池阵是卫星系统重要组成部分,原固定安装模式远远不能满足实际工程需要.本文通过建立单自由度下对日跟踪模型,结合电池阵工作功率计算公式,定义效能比为评价标准,经过仿真分析单自由度对电池阵工作效能的提升度.同时,从机械结构故障角度,对双板单自由度系统可靠性进行联合分析,得出增加自由度对系统可靠性的影响情况.综上完成对GEO卫星单自由度下电池阵的效能分析,为该类型电池阵设计提供借鉴和依据.

摘要： 研究了利用电推进系统进行GEO卫星轨道保持问题,采用东西向和南北向解耦控制方案,给出了一种基于两周预报的位置保持策略,南北位置保持每天实施,东西位置保持在必要时实施.根据GEO卫星预报轨道漂移量计算位置保持所需的最优脉冲以及施加脉冲时刻,再计算小推力发动机开机时间区间.同时研究了推力变化对位保效果和燃料消耗的影响.对东经115°的GEO卫星一年的位置保持仿真,数值仿真结果表明,GEO卫星的经度基本保持在死区±0.05°以内,纬度基本保持在死区±0.01°以内.该策略可有效地用于GEO卫星的位置保持.

摘要： 研究了利用电推进系统进行GEO卫星轨道保持问题,采用东西向和南北向解耦控制方案,给出了一种基于两周预报的位置保持策略,南北位置保持每天实施,东西位置保持在必要时实施.根据GEO卫星预报轨道漂移量计算位置保持所需的最优脉冲以及施加脉冲时刻,再计算小推力发动机开机时间区间.同时研究了推力变化对位保效果和燃料消耗的影响.对东经115°的GEO卫星一年的位置保持仿真,数值仿真结果表明,GEO卫星的经度基本保持在死区±0.05°以内,纬度基本保持在死区±0.01°以内.该策略可有效地用于GEO卫星的位置保持.

摘要： 研究了利用电推进系统进行GEO卫星轨道保持问题,采用东西向和南北向解耦控制方案,给出了一种基于两周预报的位置保持策略,南北位置保持每天实施,东西位置保持在必要时实施.根据GEO卫星预报轨道漂移量计算位置保持所需的最优脉冲以及施加脉冲时刻,再计算小推力发动机开机时间区间.同时研究了推力变化对位保效果和燃料消耗的影响.对东经115°的GEO卫星一年的位置保持仿真,数值仿真结果表明,GEO卫星的经度基本保持在死区±0.05°以内,纬度基本保持在死区±0.01°以内.该策略可有效地用于GEO卫星的位置保持.

摘要： 研究了利用电推进系统进行GEO卫星轨道保持问题,采用东西向和南北向解耦控制方案,给出了一种基于两周预报的位置保持策略,南北位置保持每天实施,东西位置保持在必要时实施.根据GEO卫星预报轨道漂移量计算位置保持所需的最优脉冲以及施加脉冲时刻,再计算小推力发动机开机时间区间.同时研究了推力变化对位保效果和燃料消耗的影响.对东经115°的GEO卫星一年的位置保持仿真,数值仿真结果表明,GEO卫星的经度基本保持在死区±0.05°以内,纬度基本保持在死区±0.01°以内.该策略可有效地用于GEO卫星的位置保持.

摘要： 在GEO卫星测控支持方面,转移轨道段的测控支持是难度最大的.中继卫星具有高覆盖率、高带宽、多目标跟踪等特性,利用中继卫星进行GEO卫星测控数据传输,可以极大提高测控覆盖率,提高GEO卫星转移轨道段的控制可靠性.分析了中继卫星对GEO卫星转移轨道段的覆盖特性,研究了中继卫星的捕获跟踪策略,从卫星链路设计、安装位置等角度对用户星中继终端设计提出了中继终端建议,为工程应用提供参考.

摘要： 在GEO卫星测控支持方面,转移轨道段的测控支持是难度最大的.中继卫星具有高覆盖率、高带宽、多目标跟踪等特性,利用中继卫星进行GEO卫星测控数据传输,可以极大提高测控覆盖率,提高GEO卫星转移轨道段的控制可靠性.分析了中继卫星对GEO卫星转移轨道段的覆盖特性,研究了中继卫星的捕获跟踪策略,从卫星链路设计、安装位置等角度对用户星中继终端设计提出了中继终端建议,为工程应用提供参考.

摘要： 在GEO卫星测控支持方面,转移轨道段的测控支持是难度最大的.中继卫星具有高覆盖率、高带宽、多目标跟踪等特性,利用中继卫星进行GEO卫星测控数据传输,可以极大提高测控覆盖率,提高GEO卫星转移轨道段的控制可靠性.分析了中继卫星对GEO卫星转移轨道段的覆盖特性,研究了中继卫星的捕获跟踪策略,从卫星链路设计、安装位置等角度对用户星中继终端设计提出了中继终端建议,为工程应用提供参考.

摘要： 在GEO卫星测控支持方面,转移轨道段的测控支持是难度最大的.中继卫星具有高覆盖率、高带宽、多目标跟踪等特性,利用中继卫星进行GEO卫星测控数据传输,可以极大提高测控覆盖率,提高GEO卫星转移轨道段的控制可靠性.分析了中继卫星对GEO卫星转移轨道段的覆盖特性,研究了中继卫星的捕获跟踪策略,从卫星链路设计、安装位置等角度对用户星中继终端设计提出了中继终端建议,为工程应用提供参考.

摘要： 在GEO卫星测控支持方面,转移轨道段的测控支持是难度最大的.中继卫星具有高覆盖率、高带宽、多目标跟踪等特性,利用中继卫星进行GEO卫星测控数据传输,可以极大提高测控覆盖率,提高GEO卫星转移轨道段的控制可靠性.分析了中继卫星对GEO卫星转移轨道段的覆盖特性,研究了中继卫星的捕获跟踪策略,从卫星链路设计、安装位置等角度对用户星中继终端设计提出了中继终端建议,为工程应用提供参考.

摘要： 本文以GEO卫星为服务对象开展了空间机器人部署轨道设计。首先对空间机器人的部署轨道进行了比较分析，基于Lambert问题的求解方法，对空间机器人与目标卫星的交会区进行了研究，通过仿真结果验证了部署轨道的优越性，设计了能够在一定时间范围内实现空间机器人与目标卫星交会的空间机器人系统。

摘要： 本发明公开了一种利用GEO卫星缩短卫星接收机热启动时间的方法，属于无线电导航定位技术领域，包括：在卫星接收机中预存非GEO卫星发射时刻相较于GEO卫星发射时刻的差值；获取GEO卫星信号的发射时刻；推算非GEO卫星的发射时刻；计算伪距和卫星位置；定位解算，得到卫星接收机的位置和钟差；利用计算出的钟差修正卫星接收机的本地时间，完成热启动。本发明的热启动方法不仅解决了卫星接收机在既没有通讯网络，也没有本地时钟RTC情况下的快速热启动问题，而且通过缩短热启动时间，可以使得卫星接收机实现快速定位。

摘要： 本发明公开了一种导航GEO卫星与静止通信卫星共位方法，包括以下步骤：（1）确定静止通信卫星的轨道控制需求和轨道控制规律；（2）确定导航GEO卫星相对于所述静止通信卫星的倾角矢量差的方向和倾角矢量差的变化规律；（3）确定所述导航GEO卫星相对于所述静止通信卫星的偏心率矢量差的方向；（4）若所述倾角矢量差与所述偏心率矢量差夹角和导航GEO卫星与所述静止通信卫星的相对距离不满足设定要求，则调整所述偏心率矢量差；（5）确定所述导航GEO卫星和所述静止通信卫星的共位策略。采用本发明针对导航GEO卫星的使命特点，解决了卫星安全共位运行的问题。

摘要： 本发明提出了一种基于低轨卫星辅助的非导航GEO卫星转发式测定轨方法，通过低轨卫星搭载转发式接收机来测量GEO卫星转发的下行信号到地面站和低轨卫星的时延，辅助地面转发式测轨网对GEO卫星进行精密定轨，提高定轨精度。相比于现有技术，本发明的地面站上行信号经GEO卫星携带的转发器转发，一路由地面站接收，另一路由作为运动观测站的低轨卫星接收，无需GEO卫星搭载原子钟；本发明可以人为的创造GEO卫星和运动观测站的相对运动，并且改善GEO的测轨几何因子，实现运动观测站辅助地面转发式测轨网进行联合定轨，提高定轨精度。

摘要： 本发明公开了一种利用GEO卫星缩短卫星接收机热启动时间的方法，属于无线电导航定位技术领域，包括：在卫星接收机中预存非GEO卫星发射时刻相较于GEO卫星发射时刻的差值；获取GEO卫星信号的发射时刻；推算非GEO卫星的发射时刻；计算伪距和卫星位置；定位解算，得到卫星接收机的位置和钟差；利用计算出的钟差修正卫星接收机的本地时间，完成热启动。本发明的热启动方法不仅解决了卫星接收机在既没有通讯网络，也没有本地时钟RTC情况下的快速热启动问题，而且通过缩短热启动时间，可以使得卫星接收机实现快速定位。

摘要： 本发明公开了一种导航GEO卫星与静止通信卫星共位方法，包括以下步骤：（1）确定静止通信卫星的轨道控制需求和轨道控制规律；（2）确定导航GEO卫星相对于所述静止通信卫星的倾角矢量差的方向和倾角矢量差的变化规律；（3）确定所述导航GEO卫星相对于所述静止通信卫星的偏心率矢量差的方向；（4）若所述倾角矢量差与所述偏心率矢量差夹角和导航GEO卫星与所述静止通信卫星的相对距离不满足设定要求，则调整所述偏心率矢量差；（5）确定所述导航GEO卫星和所述静止通信卫星的共位策略。采用本发明针对导航GEO卫星的使命特点，解决了卫星安全共位运行的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于时空割集的NGSO星座对GEO卫星通信地球站干扰建模方法，包括以下步骤：计算NGSO星座卫星状态分布周期；分析NGSO星座对GEO卫星通信地球站可见干扰卫星数量及各干扰卫星数量时的干扰持续时间；构建NGSO卫星对GEO卫星通信地球站接收干扰信号数学模型；计算NGSO星座对GEO卫星通信地球站接收干扰信号；计算不同NGSO星座对GEO卫星通信地球站可见干扰卫星数量时GEO卫星通信地球站接收到干扰信号的均值；构建时空域分割的NGSO星座对GEO卫星地球站干扰模型。本发明在充分考虑GEO卫星通信地球站地理空间分布和NGSO星座状态分布时间周期等因素的基础上，能够全面、精确地分析和计算GEO卫星通信地球站在全球不同位置、不同时间受NGSO通信星座干扰的情况。

摘要： 本发明提供了一种基于遥测数据的GEO卫星氢镍蓄电池在轨性能分析方法，分析GEO卫星蓄电池在轨期间的每一次充放电过程，并根据充放电电流遥测数据获取蓄电池充放电电量值序列，在此基础上建立蓄电池电量与蓄电池温度、压力和电压之间的关联模型，并根据每一次充放电过程的蓄电池温度、压力和电压遥测序列值与充放电电量序列值进行模型参数拟合，通过对在轨期间每次充放电过程拟合参数值进行长趋势分析，可为氢镍卫星蓄电池异常检测提供新的技术途径，也可为氢镍蓄电池在轨管理和蓄电池寿命评估提供技术支撑。

摘要： 本发明属于卫星跟踪技术领域，公开了一种基于北斗GEO卫星的自适应全球通信系统，该系统包括快速跟踪装置、信号采集与传输模块、数据处理模块、伺服控制模块、显控终端以及电源保护模块。其中，数据处理模块，结合卫星的信号强度以及用户站的位置信息，形成信号强度空间分布图，根据卫星自适应选择方法进行目标卫星的选取，并将选取结果实时输出给伺服控制模块，由伺服控制模块控制快速跟踪装置对目标卫星进行跟踪。本发明在全球范围内将GEO卫星和MEO卫星进行融合利用，并且从用户站载体的位置、通信质量以及链路优化等多个方面综合考虑，进行自适应通信方式的切换，从而能够在全球范围内实现基于我国自主可控的卫星资源的卫星通信能力的最大化。

摘要： 本发明公开了一种化学推进与电推进混合配置的GEO卫星推进剂预算方法，该方法包括如下步骤：计算化学推进变轨机动推进剂消耗量Δm2；计算电推变轨机动推进剂消耗量Δm3；计算定点捕获推进剂消耗Δm4；计算东西/南北位置保持推进剂消耗Δm5；计算电推进离轨推进剂消耗量Δm6；计算误差散布修正推进剂消耗量Δmerr；计算电推进非变轨推进剂消耗量Δmnan；计算电推进任务余量。本发明能够适应灵活飞行任务的需要，并对化学推进、电推进任务的耦合因素予以准确建模描述，准确地计算卫星各飞行过程推进剂消耗，在保证满足卫星飞行任务的情况下，最大程度提高载荷承载能力。

摘要： 本发明公开了一种全寿命推进剂最省的小倾角GEO卫星发射窗口设计方法，所述方法包括如下步骤：获得输入条件；得到发射时刻t对应的转移轨道升交点赤经Ω0；获得轨道转移推进剂与南北轨道保持推进剂总质量；根据步骤三获得的轨道转移推进剂与南北轨道保持推进剂总质量，判断该值是否达到最小，如果是，则记录对应的推进剂总量与相应的发射时间t；对时间t进行判断，若t＝Tf，选择轨道转移推进剂与南北轨道保持推进剂总质量最小值对应的发射时间作为窗口前沿；根据发射窗口的预设宽度得到窗口后沿。本发明能有效提高卫星承载能力、延长卫星的使用寿命。