第五章星间链路及星座组网技术ppt课件.ppt

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1、第六章航天期间链路星间链路的概念星间链路是指用于卫星之间通信的链路。也称为星际链路或交叉链路（Crosslink）通过星间链路可以实现卫星之间的信息传输和交换通过星间链路将多颗卫星互联在一起，形成一个以卫星作为交换节点的空间通信网络建立星间链路的意义扩大了系统的覆盖范围减少传输时延，满足多媒体实时业务的QoS要求独立组网，卫星网不依赖于地面网提供通信业务，作为地面网的备份可以在一定程度上解决地面蜂窝网的漫游问题星间链路的组成星间链路包括四个子系统：接收机、发射机、捕获跟踪子系统以及天线子系统。接收机：完成对接收

2、信号的放大、变频、检测、解调和译码等，提供星间链路与卫星下行链路之间的接口发射机：负责从卫星的上行链路中选择需要在星间链路上传输的信号，完成编码、调制、变频和放大捕获跟踪子系统：负责使星间链路两端的天线互相对准（捕获），并使指向误差控制在一定的误差范围以内（跟踪）天线子系统：负责在星间链路收发电磁波信号星间链路种类同种轨道类型的星间链路GEO/GEO，LEO/LEO，MEO/MEO，HEO/HEO之间链路不同轨道类型的星间链路GEO/LEO，MEO/LEO，GEO/MEO,GEO/HEO之间链路同轨道面星间和异

3、轨道面星间链路星间链路的传输介质微波毫米波激光星间链路使用的频段频段（GHz）带宽（GHz）22.55~23.55124.45~24.750.325.25~27.52.2532.0~33.0154.25~58.23.9559.0~64.05116.0~134.018170.0~182.012185.0~190.05WRC-95分配给星间链路的频段星间链路的几何特性描述星间链路几何特性的方位角和仰角是相对于卫星本体星间链路指向的变化情况。预先估计邻近卫星星间链路指向的变化情况,就可以设计最优化的搜索方案,减少星间

4、链路建立的时间。星间链路建立以后的星间距离大小与变化范围。星间距离的变化情况不但对星间通信的功率大小提出了基本要求,而且也对功率变化动态范围提出了技术指标。ψij和ψji分别是卫星i对j和j对i的方位角。EA和EB分别为卫星A和B的仰角，是星间链路与卫星所在点的天球切面间的夹角。星间链路的几何特性（续）星间链路的几何特性（续）在LEO或MEO卫星星座通信系统中，具有星间链路的两颗卫星之间，方位角、仰角和星间距离一般随时间而变化，方位角和仰角的变化要求星载天线具有自动跟踪能力，链路距离的变化要求天线的发射功率具有

5、自动功率控制。不同星座星间链路建立的难易程度与方位角、仰角和星间距离的动态变化范围、变化速率有关。星间链路的几何动态特征链路指向方位角和仰角的时间变化率：星间链路指向角度变化率可以指导星载天线自动跟踪功能的设计,通过分析星间链路指向变化率特征,自动调整星载天线的跟踪准确度和跟踪速度。星间链路距离时间变化率：星间链路距离变化率为星载发射机自动调节功率提供有效参考依据,通过计算星间链路距离变化率,得到功率调节所需要的基本指标参数,包括功率调整范围和调整速度等两颗卫星建立星间链路，其位置必须满足如下条件：其中h为卫星

6、高度，Hp为余隙（星间链路与地球表面的距离），Re为地球半径相同轨道高度卫星之间的星间链路同一轨道面内的星间链路不同轨道面之间的轨间星间链路EA和EB分别为卫星A和B的仰角，是星间链路与卫星所在点的天线切面之间的夹角。在给定卫星高度和最小余隙高度的情况下，根据上式可确定最大的星间地心角αmax，再根据卫星的瞬时位置计算实际的星间地心角α，如果α>αmax则卫星相互间不可见，无法建立星间链路；反之则可以建立星间链路。最大星间地心角：在轨道高度一定的情况下，给定允许的最小余隙（记为HP）便可以决定最大星间地心角αm

7、ax和最长星间链路距离Dmax。仰角：EA=EB=-α/2星间距离由卫星间的地心角唯一确定。星间距离：最大星间距离：星间链路方位角：如果已知轨道周期为T，则卫星在轨道面内的时变相位为χ(t)=2πt/T；轨道倾角为i；两卫星i和j所在轨道面的经度差∆λ；各自的初始幅角为γi和γj，则在t时刻卫星i对j的方位角ψij由下式确定：轨道高度较高的卫星将始终有负的仰角值，而高度较低的卫星的仰角则可正可负。与相同轨道高度时的情况相似，星间链路距离地球表面也应当留有余隙，最小余隙HP对应着最大星间地心角αmax和最长的星间

8、链路距离Dmax。不同轨道高度卫星之间的星间链路hA是卫星A的轨道高度，hB是卫星B的轨道高度，且假定hA