区域侦察小卫星星座设计与仿真

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1、第32卷第02期计算机仿真2015年02月文章编号：1006—9348(2015)02—0087—05区域侦察小卫星星座设计与仿真吴正午，任华，蒋昊东(北京控制与电子技术研究所信息系统工程重点实验室，北京100038)摘要：为满足全球观测需求，传统遥感卫星星座通常采用玫瑰星座或n星座，而此类星座无法满足对特定区域进行连续重复观测的需求，且星座本身无法完成观测信息的及时回传。针对上述问题，设计了利用MEO中继卫星的太阳同步回归轨道模型和共地面轨迹轨道模型。通过仿真分析两种轨道模型，发现同步太阳轨道星座可以提供独特的周期重复观察特性，但

2、同样高度下的太阳同步轨道星座对特定区域连续覆盖性能远远低于共轨迹星座。研究证明了基于MEO中继卫星的共地面轨迹星座可以满足对地连续重复观测及实时回传信息的需求。关键词：小卫星星座仿真；太阳同步回归轨道；共地面轨迹轨道；中继卫星中图分类号：TN802文献标识码：BRegionalReconnaissanceSatelliteConstellationDesignandSimulationWUZheng—wu，RENHua，JIANGHao—dong(ScienceandTechnologyonInformationSystemsEng

3、ineeringLaboratory，BeijingInstituteofControl&ElectronicTechnology，Beijing100038，China)AB研【RACT：Forgloblalreconnaissanceissues．traditionalremotesensingsatelliteconstellationsareusuallyde·signedtorosetteconstellati011SorQconstellations．tlleseconstellationsarenotfitforcon

4、tinuousobservationinshorttime，andCannotpostbackdatainreal—timebyitself．Forthesereasons，thispaperdesignedasun—synchronousorbitconstellationandacommon—trackconstellationbasedonMEOrepeatersatellite．Simulationshowthatsun—synchronousorbitconstellationCanprovidespecialrepeat

5、surveyofgivenregion，butcoverageperformanceofsun—synchronousorbitconstellationisfarworsethancommon—trackconstellationofsameheight．Thesimulationresultindicatesthatthedesignofcommon—-trackconstellationbasedonMEOrepeatersatelliteisfitforcontinuousobserva--tionandreal—timed

6、atatransmission．KEYWORDS：Smallsatelliteconstellationsimulation；Sun—synchronousorbit；Common—trackorbit；Repeatersatellite1引言军事侦察卫星对战时信息保障至关重要，但由于反卫星武器系统的发展，常规在轨侦察卫星战时的生存受到很大威胁。如美国正在研究发展包括陆基动能反卫星、微小卫星反卫星和激光反卫星等⋯一系列反卫星武器系统，并“可能在2010—2015年部署作战使用的太空反卫星武器”旧1。同时，现代战争通常以局部战争为主。

7、因此，有必要研究发展可快速发射部署的侦察小卫星系统以满足未来可能的应急区域信息保障需求。收稿Et期：2014—04—23修回13期：2014—05—26与传统卫星相比，小卫星具有诸如重量轻、成本低、体积小等优点，但也有功能简单、覆盖范围小等不足。实际上大多数应用中小卫星都是以小卫星组网形成一个卫星星座来实现其功能的。因此星座设计是研发小卫星系统所必须考虑的问题，也一直是小卫星领域研究的热点。传统遥感卫星星座通常采用玫瑰星座或Q星座等，主要用于全球观测，无法实现对特定区域的连续观测，且基于星座本身无法实现信息的实时回传。在以上的背景下

8、，本文研究了区域性对地观测小卫星星座组网技术，建立了适用于区域性覆盖的LEO／MEO双层拓扑的太阳同步回归轨道模型和共地面轨迹星座模型，其中LEO星座实现对地观测，MEO星座实现通信中继，力图解决一87—应急区域信息保障需求。2星座设