利用分布式卫星系统的轨道动力学和微推进技术实现的孔径全盛——TechSat21卫星的具体应用

摘要

利用分布式卫星系统实现的孔径合成为设计推进机动算法和分布式卫星系统的轨道构型开辟了新的研究课题。本文讨论了利用置于不同轨道高度（从近地轨道LEO到地球同步轨道GEO）的天基雷达系统实现合成孔径的运动目标识别和成像系统的设计问题。重点介绍空军TechSat21卫星计划的具体应用问题，给出了轨道摄动的定量表达式，为确定△V要求和任务寿命提供了依据。讨论了一维分布式孔径的角响应特性和等效二维分布式孔径的点散布函数，作为对比编队飞行卫星阵列性能的正确度量指标。文中按推进剂消耗量很多到最少的次序讨论了以较代的推进剂消耗实现最优阵列几可构型编队飞行的几种方法。针对这几种方法计算了所需的△V，并根据推进剂消耗量，估计了卫星的在轨飞行寿命。研究结果表明，所需推进剂消耗大大超过简单位置保持所需推进剂量的编队飞行策略对于本系统是不可行的，而对于所建设的系统，则要求采用比冲为500s的推进系统，以提供每圈轨道1cm/s的速度增量△V。