卫星星座系统全寿命周期使命设计研究

摘要

在卫星应用的早期,单颗卫星曾扮演过重要的角色.随着政治军事和经济社会日益增长的需求,航天发达国家已经建成并不断增加其卫星网络,形成日趋完善的空间体系.这些卫星或卫星星座的功能包括了对地观测、定位和导航、空间预警、通信与数据传输、气象探测、科研等各个方面,构成了一个有机的天基综合信息网络.卫星星座设计涉及到服务性,可靠性、成本以及卫星平台、有效载荷、星座发射和运营、维护策略等内容.建立一个完善的卫星星座系统,需要进行全寿命飞行任务规划,包括卫星星座的构型设计、部署、发射、站位保持、重构、补星和离轨机动方案.针对传统的卫星星座使命,如导航、通信、对地观测卫星星座和新型的卫星星座使命,如天基空间目标监测系统、在轨维护卫星星座系统,并结合作者开发的多个卫星星座辅助设计工具软件,对卫星星座的性能指标、星座构型优化设计、星座部署任务规划、星座重构设计、补星发射分析、站位保持分析进行了阐述.本文提出的通用卫星星座全寿命周期使命设计流程,能够很好的完成现有的卫星星座系统设计.相关的卫星星座辅助设计工具软件可应用于新型空间系统星座分析与优化设计,支持卫星维护方案的比较与选择,并可通过外部接口与其它卫星工程系统设计仿真验证平台系统进行集成,从而为卫星星座系统的论证与建立奠定必要的技术基础.