低轨卫星

摘要： 随着低轨卫星组网的发展,结合我国北斗三号全球卫星导航系统的全面建成,研究兼容北斗的通信导航一体化技术日益迫切。为使卫星上的高功率放大器工作在非线性饱和区,以达到较高的发射功率效率,需要保证合成信号的恒包络特性。考虑北斗导航信号与低轨卫星通信信号频点不同,且待复用信号分量较多,以相位优化恒包络发射(POCET)技术为基础,提出了一种改进的多频点多非独立信号分量恒包络复用技术,对七路信号进行复用,利用罚函数进行目标函数优化得到最优解。通过分析其信号特性,表明该方法具有较高的复用效率,并能有效抑制非独立分量造成的波形畸变,从而实现通信导航一体化信号设计,为未来基于低轨卫星的通信导航一体化波形设计提供了思路。

摘要： 本文针对全球导航卫星系统(GNSS)接收机低信噪比环境下的快速定位需求,在充分分析扩频信号相干积分关键影响要素的基础上,设计了一种低轨卫星高灵敏度辅助定位服务系统。针对空间段信号发射机低相噪信号生成技术所需的参考源、时钟树给出了详细设计及指标分析,通过发射信号误差向量幅度EVM对比测试,所设计的发射信号(EVM)指标可控制在优于1.19%。针对系统服务能力进行了星地一体化性能测试,实验结果表明,该系统可有效实现终端在灵敏度提升12 dB前提下有效定位且辅助定位时间优于3.5分钟。

摘要： 低轨卫星通信信号特征码较短,在复杂星地信道条件下捕获难度大,而对低轨卫星通信信号的符号捕获同步是实现可靠通信的必要关键技术。基于此,研究了低轨移动通信卫星信号的捕获方法,并在滑动相关搜索技术的基础上进一步优化算法,增加了延迟共轭和基于快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)的峰均比搜索两种技术。此外,仿真了算法在不同信噪比下的捕获性能,还进一步给出了最佳采样点的精估计算法。最后,设计出了基于现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable logic Gate Array,FPGA)的实现原理与资源需求。

摘要： 在低轨卫星物联网系统中,卫星感知的频谱数据空间分辨率低,空间电磁环境的细节难以分析。针对该问题,提出将频谱的空间分布情况以二维图像形式处理,根据空间频谱感知数据的特点采用适当的图像超分辨率重建算法,提高了频谱的空间分辨率,增强了频谱态势中的细节。仿真结果表明,根据灰度值可以从图像中直接观察信号的存在性,并且依据频谱数据图像特点选择的双三次插值、基于L_(1)范数先验的贝叶斯方法和基于匹配图像块的学习方法都有效地提高了频谱数据的空间分辨率,用PSNR评价时,基于L_(1)范数先验的重建算法效果更好,但是基于匹配图像块的学习方法增强了频谱感知数据中的波纹,从视觉上看,提高细节效果略优。

摘要： 低轨卫星导航本质上是卫星导航技术体制的一个分支,并不是一个新鲜的概念。早在航天技术快速发展的20世纪60年代,美、苏就着手建立了基于低轨卫星的导航系统,但从90年代开始,随着美国GPS的起步建设和不断完善,即存的低轨卫星导航系统在服务能力上相形见绌,以致逐渐被放弃。

摘要： 内容导读,近年来,随着低轨卫星商业计划的相继落地、高空平台的逐渐普及、地面移动通信技术的持续演进,空天地网络融合已成为重要的发展趋势。当前,发展空天地一体化信息网络已成为6G的共识,技术融合需要在5G时代起步实践,在6G时代全面实现。我国也将其作为重大使命纳入“新基建”范畴。

摘要： 第五代移动通信技术(5G)已正式投入商用,卫星网络与地面移动通信系统的融合是其中一个重要研究方向。针对5G体制在低轨(Low Earth Orbiting,LEO)卫星场景中应用的适应性问题,总结了不同研究机构、标准化组织以及学术界的研究进展,分析了由于卫星互联网特点带来的5G空口影响与挑战,给出了低轨卫星互联网5G空口的时频同步、随机接入以及小区切换现有解决方案。相关内容可为低轨卫星互联网与5G的融合研究提供参考。

摘要： 近年来,全球卫星领域正在经历一场轨道革命,以低轨卫星互联网为代表的低轨空间活动,正在成为全球航天领域以及非航天领域的关注焦点。1国外低轨卫星总体态势卫星轨道革命加速演进,低轨空间成为全球航天发展焦点在商业资本、国家战略和技术演进的共同推动下,低轨星座领域取得了跨越式发展。

摘要： 低轨卫星互联网作为地面通信的补充手段,可有效解决边远地区、海上、空中等用户的互联网服务问题,是天地一体化信息网络的重要组成部分。本文主要介绍了国内外各类低轨卫星互联网的发展概况、系统组成及主要特点,总结对比了国内和国外在低轨卫星互联网发展方面的差异。并针对我国低轨卫星互联网目前存在的不足提出未来发展建议,以供相关研究人员参考。

摘要： 介绍了国内外海洋物联网的最新发展,对比了陆地物联网与海洋物联网的异同之处;指出卫星通信在海洋物联网中的重要地位,分析了卫星通信在海洋物联网中的实际应用情况以及存在的问题;最后总结出了海洋物联网对卫星通信的需求,并给出了技术研究方向。

摘要： 近年来,得益于实时轨道和钟差产品精度的提高,基于精密单点定位技术的低轨卫星非差运动学定轨在实时性和精度方面有望显著提升.本文旨在设计和论证实时运动学精密定轨的实现方法,分别分析利用广播星历、超快速产品和实时精密产品进行实时定轨的精度,以及不同钟差采样间隔、不同观测采样间隔对实时定轨精度的影响.结果表明:使用广播星历的方案精度约为1m级,使用IGU产品的方案精度为分米级,使用IGC和CNT产品的方案精度为厘米级,CNT产品精度略优于IGC产品；钟差采样间隔为5s较之钟差采样间隔为30s的方案精度提升不大,若在地面处理可考虑使用5s间隔的钟差,而若在轨实时处理则建议采用30s间隔的钟差；缩短观测采样间隔有助于保持模糊度的连续维持和稳定,提升定轨精度和稳定性,观测采样间隔为1s较之观测采样间隔为10s的方案在径向、切向和法向分别能提升精度约9%、9%和4%.

摘要： 针对区域布站或全球稀疏布站定轨效果不佳的现实困难,给出了低轨卫星辅助导航卫星精密定轨的基本原理,结合实测数据,重点分析了两种布站条件下,辅助定轨的实际应用效果,结果表明:两种布站条件下,与传统定轨方法比较,低轨卫星辅助导航卫星的三维定轨精度平均改进程度都能优于30%,其中,又以切向轨道精度改进最大,此外,受观测网形影响,区域布站条件下平均轨道精度提高的绝对量要大于全球稀疏布站,但全球稀疏布站条件下轨道精度改善程度更加平均.

摘要： 低轨卫星是我国高分辨率对地观测系统重要组成部分,而轨道预报是低轨卫星应用中的一个关键问题,在对地观测、机动规划、碰撞规避等任务中都诸多的需求,提升低轨卫星轨道预报精度对于提高卫星的应用效率、改善系统整体性能具有重要意义.以提升低轨卫星轨道预报精度为目标,研究将经验加速度建模补偿技术用于轨道预报中.缩减动力学方法拟合卫星轨道的结果显示切向经验加速度随升交点角距呈现规律性的变化,建立经验加速度补偿模型对规律进行描述.补偿模型反映了动力学模型的误差规律,可通过在动力学方法中增加该补偿模型来提升轨道预报的精度.应用经验加速度补偿方法预报一天弧段长度的CHAMP和GRACE卫星的轨道,结果显示,该方法的预报误差分别为121.52m和22.33m,相较纯动力学方法的245.36m和41.20m,该方法分别提升了50.47％和45.77％的预报精度;该方法对于短时预报的提升效果更加显著,轨道预报时刻距离初始时刻越近,经验加速度补偿方法对于预报精度的提升能力越强,实验结果表明两小时内的精度提升可以达到80％以上.

摘要： 实时定轨技术对于实现低轨卫星自主运行具有重要意义.考虑到星载处理器计算能力有限,本文从状态量选取、动力学模型、数值积分方法等方面对单频GPS定轨算法进行了优化设计,并在星载FPGA+DSP硬件平台上进行了实现.实验结果表明:该算法与几何法相比,可以将定轨精度从25米提高到15米.

摘要： 研究不同大气密度和阻力计算模型对低轨卫星轨道预报精度的影响,首先,基于不同经验大气密度模型,采用动力学拟合外推法对轨道高度不同的CHAMP、GRACE和HY2卫星的轨道进行预报,结果表明JB2008模型对轨道高度较低的CHAMP卫星预报效果较好,3天预报精度1.66km,Jacchia-71Gill模型对GRACE卫星预报效果较好,3天预报精度211m,NRLMSISE-00模型对轨道高度较高的HY2卫星预报效果较好,3天预报精度31.2m;其次,由于动力学拟合中大气阻力系数与光压系数的估计存在一定的相关性,分析了光压模型的使用对轨道预报的影响,结果表明使用光压模型对轨道较高的HY2卫星轨道预报影响较大,对比不使用光压模型的情形预报精度可提升68.6％;最后,分析了在阻力计算中采用更为精细的Macro模型对轨道预报精度的影响,结果显示Macro模型的使用能够一定程度上提高轨道预报精度,其对HY2卫星的轨道预报精度贡献较为显著,预报8天弧段长度,对比Cannon-Ball模型,预报精度可提升9.74％.

摘要： 本文介绍了一种测站利用单星多普勒定位技术实现定位的原理,并在PC机上实现了该定位算法.在此基础上利用实际采集的BD/GPS数据对该算法的可行性进行了初步验证,然后更进一步的利用GNSS信号源仿真的低轨卫星数据对算法精度进行了验证,并对两种情况的仿真结果进行了分析.理论分析与两种仿真情况定位结果均表明,利用单颗卫星可以满足一定精度的定位需求,且该定位方法具有较快的收敛速度.相比传统多星定位,单星定位虽然精度较低,但它在许多方面有着自己的优势.首先,该方法能够为户外探险人员在恶劣环境情况下,提供一种对卫星分布要求较低的定位方法,保障相关人员能够在一颗星的真实环境下获取自身位置信息,为其野外作业和安全提供了有效保障;其次,系统实现简单,研制周期短、成本也相对较低,可在突发情况下实现快速部署.

摘要： 随着GPS技术的不断发展及广泛应用,与之相关的星载GPS的低轨卫星定轨也迅速成为国内外的一大研究热点.星载GPS低轨卫星定轨主要分为运动学法、动力学法及简化动力学法.简化动力学法由于能够充分利用运动学法中的几何观测信息及动力学法中的动力学模型,达到了较高的定轨精度,得到了广泛的应用.本文针对星载GPS低轨卫星定轨方法及模型进行了介绍,着重对简化动力学定轨进行了研究,并结合实测数据对简化动力学定轨进行了进一步的实验及探讨.

摘要： 相比于传统的地面干扰平台,以低轨卫星为载体实施升空干扰具有增大干扰覆盖范围,提高干扰源隐蔽性的优势,但同时也对星载干扰技术和干扰设备提出新的挑战.本文围绕基于低轨卫星的智能转发式欺骗干扰技术开展研究,给出用于欺骗接收机到设定位置处对各分离后卫星信号所需调整的延迟量和多普勒频率值的计算公式,并提出了一种基于天线阵列的低计算复杂度的信号空域分离算法,解决了在快速运动的小型化低轨卫星载体上实现授权导航信号分离的难题.

摘要： 目前BDS轨道产品在每天边界存在明显的跳变现象,这严重制约着低轨卫星跨天精密定轨的性能.在分析不同轨道类型的BDS卫星在天与天衔接处轨道跳变表现形式的基础上,为削弱轨道跳变对定轨的不利影响提出了延长定轨区间与对BDS轨道进行高精度拟合预报两种方法.以仅采用BDS数据的风云三号C卫星简化动力学定轨为例研究了这两种方法对定轨的影响作用,此外也分析了精度较差且天跳变可达米级的GEO卫星轨道对定轨的影响.结果表明,增加定轨弧长与拟合BDS轨道均能有效提高定轨精度,且后者的改进作用较为显著.当引入GEO数据时对采用原始与拟合的BDS轨道两种情况下的定轨精度分别起到降低与提高的作用.同时采用两种方法且包含GEO数据能够获取性能最佳的定轨结果,其在切向、法向、径向和三维的轨道精度分别可达3.9、2.4、1.5和4.9cm.

摘要： GNSS卫星星历的轨道误差和钟误差是影响LEO卫星实时精密定轨精度的重要误差源之一.本文采用不同精度等级的GNSS轨道与钟差产品,分别对国内外LEO卫星星载GNSS实测数据进行实时精密定轨模拟解算,分析不同精度的GNSS轨道与钟差产品对LEO卫星实时定轨的影响.结果表明:使用广播星历,LEO卫星可以获得0.3～0.4m精度的轨道参数;使用IGU/IGR卫星星历,可以获得0.1～0.3m精度的实时轨道参数;使用IGS最终精密星历,则可以获得优于0.1m精度的实时轨道参数.为我国空间信息网络导航卫星增强系统建设及其实时轨道精度指标设计提供参考.

摘要： 本发明提供了一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化方法及设备，在一台设备内同时实现低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信基带处理、射频处理，与低轨卫星的星间链路天线功能与数传天线进行复用性设计，与高轨卫星的星间链路天线功能与中继数传天线进行复用性设计，完成低轨‑低轨、低轨‑高轨双向链路建立。本发明具有工程实现简单、在轨应用灵活的优点，为未来卫星星间通信系统设计提供参考和依据。

摘要： 本发明公开了一种基于高轨通信卫星的低轨卫星全弧段测定轨方法，所述方法包括：建立时空基准；分别获取多个高轨通信卫星的轨道信息；利用低轨卫星和地面主控站分别接收所述地面主控站发射且所述多个高轨通信卫星转发的信号，并获得多组信号传播的时延值；计算所述多个高轨通信卫星与所述低轨卫星的伪距值；根据所述多个高轨通信卫星与所述低轨卫星的伪距值计算所述低轨卫星的轨道坐标和钟差。本发明的方法利用高轨道高轨通信卫星，基本能够对低轨卫星实现全弧段跟踪，是一种高效率的低轨卫星测定轨方法，并且对低轨卫星用户的数量没有限制。

摘要： 本发明涉及一种基于非导航卫星信号的低轨卫星自主定轨定姿方法，包括：多传感器一体化在轨检校；在卫星运行期间，根据控制点和匹配点数量及导航卫星信号是否可用而采用相应的定轨定姿方法；由于卫星循环绕地飞行，通过已有地理特征点库与SLAM引入后不断更新的地理特征点库共同构建全球地理特征点库，并在卫星运行中不断更新原有特征点库并提高原有特征点库精度；形成全球地理特征点库，并最终实现基于非导航卫星信号INS/SS/SMNS定轨定姿。本发明避免了全球布设地面控制点的不可行性，同时适用于非常时期导航卫星失常情况下定轨定姿系统正常运行。特别是全球地理特征点库的建立，可实现INS/SS/SMNS高精度定轨定姿，大大提高了非常时期空间信息网络的安全性。

摘要： 本申请涉及一种低轨卫星天线转台和低轨卫星天线，其中低轨卫星天线转台包括：天线主体；所述天线主体连接有转动装置，所述转动装置包括用于带动所述天线主体进行俯仰运动的俯仰组件，以及用于带动所述天线主体进行横滚运动的横滚组件；所述俯仰组件以及所述横滚组件均能独立运行，以带动所述天线主体能够同时进行俯仰及横滚动作。通过本申请中的能够分别独立运行的俯仰组件以及横滚组件，使得转动装置能够同时带动天线主体进行俯仰及横滚动作，从而增大了天线主体的活动范围，对低轨卫星进行过顶不丢星的跟踪。

摘要： 本公开提供了一种波束控制方法、低轨卫星、低轨卫星系统及计算机可读存储介质，涉及卫星技术领域。其中的波束控制方法包括：低轨卫星对发射波束进行开关控制；其中，被开启的发射波束的发射方向为第一方向，高轨卫星向被开启的发射波束所覆盖用户终端发射信号的方向为第二方向，第一方向与第二方向之间的夹角大于低轨卫星与高轨卫星的最小隔离角。通过低轨卫星对发射波束的开关控制调整波束覆盖区域，能够减轻低轨卫星通信系统与高轨卫星通信系统之间的干扰。

摘要： 本发明提供了一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化方法及设备，在一台设备内同时实现低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信基带处理、射频处理，与低轨卫星的星间链路天线功能与数传天线进行复用性设计，与高轨卫星的星间链路天线功能与中继数传天线进行复用性设计，完成低轨‑低轨、低轨‑高轨双向链路建立。本发明具有工程实现简单、在轨应用灵活的优点，为未来卫星星间通信系统设计提供参考和依据。

摘要： 本发明公开了一种基于高轨通信卫星的低轨卫星全弧段测定轨方法，所述方法包括：建立时空基准；分别获取多个高轨通信卫星的轨道信息；利用低轨卫星和地面主控站分别接收所述地面主控站发射且所述多个高轨通信卫星转发的信号，并获得多组信号传播的时延值；计算所述多个高轨通信卫星与所述低轨卫星的伪距值；根据所述多个高轨通信卫星与所述低轨卫星的伪距值计算所述低轨卫星的轨道坐标和钟差。本发明的方法利用高轨道高轨通信卫星，基本能够对低轨卫星实现全弧段跟踪，是一种高效率的低轨卫星测定轨方法，并且对低轨卫星用户的数量没有限制。

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： 本发明涉及基于低轨卫星的中高轨导航卫星完好性模型构建方法，主要用于卫星导航完好性监测领域。本发明针对现有基于低轨卫星完好性监测的时空基准不确定性、完好性模型保守估计等问题，提出基于低轨卫星的中高轨导航卫星完好性模型方法，包括单向基准相关完好性监测网络模型构建和基准无关完好性监测网络模型构建。本发明可根据卫星几何构型实时提供高精准水平的风险值估计能力，有效提高系统完好性水平，具有监测准、实时性高、易实现的特点。

摘要： 本发明公开了一种利用低轨卫星对中高轨导航卫星完好性监测方法及装置，该方法利用低轨卫星生成的第一完好性监测信息和中高轨卫星自身生成的第二完好性监测信息，实现对中高轨卫星的完好性监测。本发明通过利用大量低轨卫星GNSS接收机作为完好性数据监测采集和计算装置，可获得大量的高精度、实时的完好性监测数据，利用短报文收发系统，将完好性监测信息传递给中高轨卫星，极大的节约了数据链路成本，实现了完好性信息的传递，同时保证了监测数据的实时性；利用中高轨道卫星可接收多颗低轨卫星的好性监测信息，结合自身好性监测信息，进行多维判决，实现了完好性判决，实现了对中高轨导航卫星高精度、实时、高可靠、自主运行、低成本的完好性监测。