低轨道卫星

摘要： 低轨道卫星通信系统具有全球覆盖性、移动性、可扩展性等优势,在提供全球互联网服务、灾难应急处理等方面发挥重要作用,但由于星上有限的存储和计算资源,传统路由算法不适用于低轨道卫星通信网络。结合软件定义网络架构,提出一种支持服务质量(QoS)的高性能低轨道卫星星间路由算法。根据剩余链路持续时间定义星间链路生存时间,确定每条星间链路的稳定度,缓解由于链路切换导致的业务路径重构问题。基于高轨道卫星得到的星间链路的流量状态,定义链路负载矩阵,给出星间链路负载度函数,并利用标签交换路径集合获得每条路径的负载度,避免节点拥塞,实现网络负载均衡。针对不同要求的业务服务类型定义权重因子矩阵,通过调整因子来减小瓶颈节点对路由算法的影响,满足多用户的QoS要求。仿真结果表明,在不同的QoS要求下,该算法在业务时延、系统吞吐量、网络负载均衡等方面均具有明显优势,且算法复杂度低,大幅节省了有限的星上存储与计算资源。

摘要： 根据J 2摄动对轨道面的长期影响规律,提出了一种在近地低轨道星座卫星之间进行异面轨道交会的解析近似方法,并用于建立多星多约束遍历交会的混合整数规划模型,能够快速获得多星交会次序、交会时刻的最优解。仿真算例表明提出的方法适用于在轨服务、构型重建等类型任务的快速优化,计算速度和燃料消耗优于以往类似算法。

摘要： 星座卫星移动通信系统是未来卫星通信应用的主要发展方向,凭借卫星固有优势和新技术优势的融合,星座卫星移动通信系统受到了国内外的高度重视和关注.本文从国外和国内两个方面分析了同步轨道和低轨道两类星座卫星移动通信系统的最新发展现状,重点介绍了国外的Inmarsat系统、Starlink系统和国内"天通一号""鸿雁""虹云"系统.结合星座卫星移动通信的应用特点,分析得出低轨道、军民两用、智能通信、低成本及高质量通信是卫星移动通信系统的发展趋势.星座卫星移动通信系统具有巨大的商业通信和军事应用价值,我国必须充分利用长期积累的航空航天和卫星通信技术经验,合理规划利用太空资源,加强星座卫星移动通信系统建设,依托卫星移动通信系统构建"天地一体化"网络,推动信息化建设.

摘要： 目的 了解太阳活动低年低轨道卫星表面充电的特征规律,为今后低轨道卫星表面充电的防护设计提供参考.方法 利用我国一颗低轨道卫星搭载的表面电位探测器数据,对探测到的2017—2019年的78次表面充电事件进行统计分析.重点研究78次事件的充电时长、电位峰值、时空分布等特征以及事件与地磁活动的关系.结果 在太阳活动低年,83.3％表面充电事件持续时间不超过1 min,80.7％表面充电事件的充电峰值绝对值不超过100 V;97.4％的事件出现在南半球高纬度地区;88.5％的事件发生在磁地方时的18至02时之间;当表面充电事件发生率不为0时,事件发生率和Kp指数的相关系数为0.97.结论 在太阳活动低年,表面充电事件的持续时间较短,并且强度不大.表面充电事件发生位置具有明显的南北不对称性,呈现南多北少的趋势.表面充电事件多发生于高纬度地区,在磁地方时的傍晚至午夜发生概率高.表面充电事件发生率和地磁活动具有较好的相关性.

摘要： 为满足安全有效地控制河段航行的需求,开发实时可靠的视频监控系统。结合现有的内河航道管理模式和监控系统无法高效对船舶进行管控,无法实时检测船舶状态的缺点,对内河航道监控系统的功能需求进行分析,对内河航道应用的系统架构、通信平台架构进行设计,结合相机标定、交通参数统计、交通事件监测算法实现该系统。实验结果表明,该系统能有效弥补现有监控系统的不足,确保监控视频传输的实时性和安全性,保障船舶在通过桥洞、闸道等特殊航段时的安全。该系统有广泛的应用场景,例如,船舶过闸的应用,可以简化过闸流程,缩短船舶滞留时间。

摘要： 随着5G的商用,卫星通信与地面5G的融合已成为业界研究的一个重点方向.低轨卫星网络能够覆盖全球,实现任何时间、任何地点与任何人通信,是地面蜂窝网络的有效补充和扩展,尤其是OneWeb、Starlink等低轨卫星互联网星座的推进部署,加速了低轨卫星网络的发展.但是由于低轨卫星具有高动态性,其网络拓扑变化速度快,由此引发的网络管理问题成为低轨卫星应用的难点,而移动性管理又是其中的关键技术,如何构建适用于高动态低轨卫星网络的移动性管理机制是一个亟待解决的问题.基于地面分布式网关和卫星代理簇的思想,提出动态虚拟化分布式移动性管理模型,主要解决传统移动性管理的扩展性差、单点失效等问题,同时利用卫星组建虚拟网关解决在地面上建立卫星地面站困难的问题.

摘要： 据哥斯达黎加《民族报》 2020年7月23日报道,经一年多协商谈判,美国空间态势感知公司(LeoLabs)近日宣布将与哥航天员张福林(哥籍华裔)创立的Ad Astra公司合作,并计划于2020年10—11月间在哥西北部瓜那卡斯特省部署雷达用于探测对低轨道卫星造成威胁的太空碎片。

摘要： 随着5G的商用,卫星通信与地面5G的融合已成为业界研究的一个重点方向。低轨卫星网络能够覆盖全球,实现任何时间、任何地点与任何人通信,是地面蜂窝网络的有效补充和扩展,尤其是OneWeb、Starlink等低轨卫星互联网星座的推进部署,加速了低轨卫星网络的发展。但是由于低轨卫星具有高动态性,其网络拓扑变化速度快,由此引发的网络管理问题成为低轨卫星应用的难点,而移动性管理又是其中的关键技术,如何构建适用于高动态低轨卫星网络的移动性管理机制是一个亟待解决的问题。基于地面分布式网关和卫星代理簇的思想,提出动态虚拟化分布式移动性管理模型,主要解决传统移动性管理的扩展性差、单点失效等问题,同时利用卫星组建虚拟网关解决在地面上建立卫星地面站困难的问题。

摘要： 随着非静止轨道卫星发展热潮的到来,越来越多的国家大力发展低轨道卫星,实现全球的覆盖,计划某一天可代替光纤的通信.本文主要以“一网”公司为例,陈述其组网特点和星座布局,然后使用STK软件对已发射的六颗卫星进行仿真,模拟其链路链接状况和对新疆某一卫星站覆盖情况的时间统计,为下一步做好对该星座卫星监测提供参考.

摘要： 卫星通信具有通信距离远、覆盖区域大、通信容量大、线路稳定可靠、机动灵活等优点.在5G时代背景下,给卫星通信带来了新的机遇和和挑战.文章首先分析了卫星通信在5G时代下新的发展趋势,最后对5G时代卫星通信需要发展的关键技术进行了探讨.

摘要： ADS-B是下一代空中交通管理的核心技术,传统地基ADS-B系统无法实现洋区、沙漠等特殊区域的监视覆盖,基于低轨道卫星(LEO)的天基ADS-B系统能有效克服地基ADS-B系统局限,实现全球高效无缝监视覆盖.本文结合马航MH370事件介绍了天基ADS-B系统的特点和优点,分析了全球天基ADS-B的研究发展现状,重点研究了美国基于铱星和全球星的天基ADS-B系统架构及性能,最后给出相关建议.

摘要： 蓄电池组作为低轨道卫星上重要的储能设备,其工作状态直接影响到整星工作的安全性和稳定性.而合理有效的充电策略和控制手段能够有效延缓蓄电池性能的衰降速度,延长其在轨使用寿命.本文指出了以往充电终止控制策略的局限性,并且在分析了低轨道卫星电源系统特点的基础上,提出了一种由电源下位机软件实现的阶段性限流充电控制策略,通过周期性地监测蓄电池的电量与转阶段门限值的大小,分别在软件限流控制步骤中对充电阵进行开启关闭控制.该方法通过软件实现,其中重要参数均可实现在轨上注调整,减小了以往充电过程中充电电流受负载变化引起的电压波动影响,增强了低轨道卫星蓄电池充电控制的灵活性和安全性,整个电源系统工作更加稳定,并通过在轨试验验证了其可行性,保证了蓄电池良好的工作状态.

摘要： 基于GNSS(GPS&GLONASS)/北斗导航系统的时频统一系统是构建天基时频统一系统的重要体制,本文给出了实现这种体制的一种低轨道卫星时频统一设备的设计方案。该设备可应用于低轨卫星,临近空间系统等航天器的时频统一,并向航天器系统提供高精度的时钟信号。

摘要： 本文介绍了最近在上海某地建成的5立方米中低轨道卫星地面试验设备的地磁动态模拟器的系统组成、主要功能、以及它的工程设计施工情况、设备运行和调试。

摘要： 针对低轨道卫星(Low Earth Orbit)进行GPS卫星星座掩星探测任务的要求,在建立低轨道卫星轨道模型以及LEO-GPS掩星探测几何关系模型的基础上,对掩星事件进行模拟,给出了掩星事件数量及其分布随LEO轨道参数的变化规律,该结论为未来的低轨道卫星星座优化设计提供了可借鉴的理论依据.

摘要： 低轨卫星通信具有信号强、时延小、抗干扰能力强、发射灵活等特点,是解决特殊地区大范围超视距通信的有效途径.介绍了低轨道卫星的基本概念、起源与特点以及国外最新应用现状,参照典型低轨卫星通信系统-"铱星"的架构,结合当前现状提出了我国发展低轨道通信技术的应用构想,并梳理了其中需要解决的关键技术问题,为我国发展低轨卫星通信提供参考.

摘要： 以3类卫星轨道为例,利用STK分析软件就“天链一号01星”对三类轨道卫星的中继能力进行仿真,其中仿真参数包括一天内可中继次数、最短中继时间、最长中继时间、平均中继时间和可中继时间百分比等关键指标。仿真结果表明：“天链一号01星”对400～800km轨道高度的低轨道卫星的中继时间百分比可达55%以上;对20000～24000km中轨道卫星的中继时间百分比可达90%以上;对倾斜地球同步轨道卫星的中继时间百分比可达100%。

摘要： 随着国内航天活动不断深入,将来为空间站或低轨道卫星等空间平台提供后勤支援或开展在轨检测和维修服务已成为一种潜在的需求。空间飞行器的轨道机动能力自然成为其中的关键技术之一。这里对两种形式的轨道机动过程中燃料需求量给出了初步估计。

摘要： Globalstar系统是一个能够为移动和固定用户之间提供语音及数据通信服务的低轨道卫星通信系统。本文分析了Globalstar系统的空中接口技术,并对其捕获性能进行了研究。

摘要： 目前,大多数的IGS(International GNSS Service)分析中心只利用地面参考站的GNSS观测数据来估计精密轨道和钟差,并且通常先固定GNSS卫星的精密轨道和钟差,然后再求解LEO卫星的轨道.对于某些卫星导航系统,地面站分布比较稀疏,例如北斗二代系统(COMPASS),所以将地面站和LEO卫星的GNSS观测数据进行联合求解,对GNSS轨道会有一定的改善,尤其是未来将有更多的基于GNSS观测数据定轨的LEO卫星.本文在考虑LEO观测数据可用性的基础上,考察了利用LEO卫星和地面参考站的GNSS观测数据进行联合数据处理,对GNSS轨道确定精度的改进.本文在德国地学研究中心(GFZ)最新开发的实时GNSS数据处理软件平台EPOS-RT(Earth Parameter and Orbit Determination System in Real-Time)的基础上,实现了LEO精密定轨、GNSS与LEO混轨星座联合定轨.EPOS-RT软件在仿真实时模式下,对场景算例进行了测试,采用了不同数量的地面参考站和不同颗数LEO卫星(Champ、Grace、Cosmic)的组合,及其相应的GNSS观测数据.定轨结果与IGS和GFZ的高精度事后精密星历进行对比,并利用KBR评价卫星编队基线的确定精度.对于导航卫星观测量的特点,分析了地面站之间、LEO卫星之间不同模糊度固定策略对GNSS和LEO卫星定轨精度以及卫星编队基线精度的影响.

摘要： 本发明公开了一种依据天基卫星测角资料确定低轨目标卫星初始轨道的方法，该方法利用高速运动低轨目标卫星相对于低轨观测卫星的测角资料，得到目标星相对观测星单位矢量的条件方程。在给条件方程加约束的前提下得到测距ρ0的条件方程和利用选择一定步长、给约束方程中的ρ0以及目标星的半长轴a0加一定权重的方法，得到迭代解作为下一步迭代的初值：位置速度进而迭代计算直到收敛得到低轨目标卫星初始轨道，由此屏蔽假解，得到真解，确定目标星的位置和速度。本发明通过对求解目标加约束条件的方式，解决了由于目标星相对观测星的高速动态性和距离观测量的缺失导致的假解问题，成功使计算程序收敛到真解附近，使定轨结果接近于理论最佳解C.R下界。

摘要： 利用低轨道运行卫星的可向便携机或移动机提供大接收容量的装置。该装置利用一个(或多个)地球同步卫星，此卫星可向便携机或移动机的使用者进行宽带传送。只是，向便携机或移动机传送的数据路径利用了一个或多个地球同步卫星，来自便携机或移动机的信息利用了低轨道运行卫星。本装置可使移动机或便携机利用多传播媒介。

摘要： 本发明公开了一种依据天基卫星测角资料确定低轨目标卫星初始轨道的方法，该方法利用高速运动低轨目标卫星相对于低轨观测卫星的测角资料，得到目标星相对观测星单位矢量的条件方程。在给条件方程加约束的前提下得到测距ρ0的条件方程和利用选择一定步长、给约束方程中的ρ0以及目标星的半长轴a0加一定权重的方法，得到迭代解作为下一步迭代的初值：位置速度进而迭代计算直到收敛得到低轨目标卫星初始轨道，由此屏蔽假解，得到真解，确定目标星的位置和速度。本发明通过对求解目标加约束条件的方式，解决了由于目标星相对观测星的高速动态性和距离观测量的缺失导致的假解问题，成功使计算程序收敛到真解附近，使定轨结果接近于理论最佳解C.R下界。

摘要： 利用低轨道运行卫星的可向便携机或移动机提供大接收容量的装置。该装置利用一个(或多个)地球同步卫星,此卫星可向便携机或移动机的使用者进行宽带传送。只是,向便携机或移动机传送的数据路径利用了一个或多个地球同步卫星,来自便携机或移动机的信息利用了低轨道运行卫星。本装置可使移动机或便携机利用多传播媒介。

摘要： 本发明提出一种基于IEEE802.11的低轨道卫星至同步轨道数据中继卫星的接入方法，利用低轨航天器用户与同步轨道中继卫星的空间相对位置特性以及同步轨道中继卫星通信服务窗口范围的实际情况，进行可视性判断，分析网络节点动态变化情况，利用IEEE802.11得到接入时延计算表达式，获得表达式获得最短时延条件下的通信服务窗口内不同用户节点数量的平均接入请求概率，利用马尔可夫模型，获得基于用户平均接入概率的最短接入时延条件下的退避窗口计算方法，实现动态调整退避窗口大小；本发明方法对IEEE802.11卫星接入控制协议进行改进，网络饱和吞吐量提升了一倍，网络性能显著提高，可以使IEEE802.11机制更加高效地运行于空间信息网络中。

摘要： 中继卫星与低轨道卫星间高码率通信系统，本发明涉及中继卫星与低轨道卫星间通信系统。它克服了现有技术通信数据率较低的缺陷。它由信号发射装置(i)和信号接收装置(ii)组成，(i)由卫星平台信号源、把通信信号调制到N个信号组的调制驱动控制电路、分别输入N个信号组中的一组信号并分别把该组信号转化为激光信号输出的一路光源至N路光源、完成功率放大的一路放大器至N路放大器、进行合成光束的波分复用器、发射光路(6)和发射天线(7)组成；(ii)由接收天线(8)、接收光路(9)、接收激光束并把其分解成N组激光信号的解复用器、分别把激光信号转化为电信号的一路探测器至N路探测器、实现N组电信号解调制还原、放大的放大控制电路；和卫星平台接收器组成。

摘要： 本发明实施例提供一种极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置。本发明实施例根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的地理分区为各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址。且只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址。由于移动用户相对地理分区的移动速率远小于其相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远小于其转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了卫星网络的运行效率。

摘要： 本发明提出一种基于IEEE802.11的低轨道卫星至同步轨道数据中继卫星的接入方法，利用低轨航天器用户与同步轨道中继卫星的空间相对位置特性以及同步轨道中继卫星通信服务窗口范围的实际情况，进行可视性判断，分析网络节点动态变化情况，利用IEEE802.11得到接入时延计算表达式，获得表达式获得最短时延条件下的通信服务窗口内不同用户节点数量的平均接入请求概率，利用马尔可夫模型，获得基于用户平均接入概率的最短接入时延条件下的退避窗口计算方法，实现动态调整退避窗口大小；本发明方法对IEEE802.11卫星接入控制协议进行改进，网络饱和吞吐量提升了一倍，网络性能显著提高，可以使IEEE802.11机制更加高效地运行于空间信息网络中。

摘要： 中继卫星与低轨道卫星间高码率通信系统，本发明涉及中继卫星与低轨道卫星间通信系统。它克服了现有技术通信数据率较低的缺陷。它由信号发射装置(i)和信号接收装置(ii)组成，(i)由卫星平台信号源、把通信信号调制到N个信号组的调制驱动控制电路、分别输入N个信号组中的一组信号并分别把该组信号转化为激光信号输出的一路光源至N路光源、完成功率放大的一路放大器至N路放大器、进行合成光束的波分复用器、发射光路(6)和发射天线(7)组成；(ii)由接收天线(8)、接收光路(9)、接收激光束并把其分解成N组激光信号的解复用器、分别把激光信号转化为电信号的一路探测器至N路探测器、实现N组电信号解调制还原、放大的放大控制电路；和卫星平台接收器组成。

摘要： 本发明实施例提供一种极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置。本发明实施例根据卫星节点分布规律，将地球表面划分为多个的地理分区，为各地理分区分配固定的IP地址段，根据各卫星节点对应的地理分区为各卫星节点的对地端口分配IP地址，根据移动用户所在的地理分区为移动用户分配IP地址。且只有当移动用户跨越地理分区时，才更新移动用户的IP地址。由于移动用户相对地理分区的移动速率远小于其相对卫星节点的移动速率，移动用户跨越地理分区的频率远小于其转换卫星节点覆盖范区的频率，因此本发明实施例提供的极地轨道低轨道卫星网络IP编址方法及装置大大降低了移动用户IP地址更新的频率，从而提高了卫星网络的运行效率。