一种低轨卫星星座覆盖性能通用评价准则.pdf

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1、第35卷第4期宇航学报Vol_35No．42014年4月JournalofAstronauticsApril2014一种低轨卫星星座覆盖性能通用评价准则李勇军，赵尚弘，吴继礼(1．空军工程大学信息与导航学院，西安710077；2．空军西安飞行学院，西安710306)摘要：针对不同构形卫星星座的统一评价问题，提出了一种低轨星座覆盖性能的通用评价准则，可对不同构形和不同高度的星座对地覆盖性能进行统一评价。该准则将星座的对地仰角特性转化为具有相同覆盖能力的标准卫星数，以之同星座中实际卫星数的比值作为星座覆盖性能指数对星座实施评价。利用该评价准则，计

2、算了Iridium、Globalstar、Celestri和NeLS四种星座构形覆盖性能的评价指数并提出了改进方法。关键词：低轨卫星；星座设计；覆盖特性；评价方法中图分类号：TN927+．23文献标识码：A文章编号：1000—1328(2014)04-0410-08DoI：10．3873／j．issn．1000—1328．2014．04．006AGeneralEvaluationCriterionforCoveragePerformance0fLEoC0nstellati0nsLIYong-jun．ZHAOShang—hong．WUJi．1i

3、(1．SchoolofInformationandNavigation，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710077，China；2．TheAirForceXi’anFlightAcademy，Xi’an710306，China)Abstract：AgeneralevaluationmethodforcoverageperformanceofLEOconstellationswithdifferentpatternsandaltitudesiSproposed．Theminimumelevationang

4、lecharacteristicsatdifierentlatitudesiStransformedintothenumberofstandardsatelliteswiththesamecoverageperformance，andtheratiowithrespecttotheactualnumberofsatellitesinaconstellationisdefineastheindexofcoverageperformance．Accordingtotheevaluationmethod，thecoverageindexesoffo

5、urkindsofWalker一6constellationincludingIridium，Globalstar，CelestriandNeLSarecomputed，andtheimproveddesignmethodisbroughtforward．Keywords：LEO；Constellationdesigning；Coverageperformance；EvaluationmethodCelestri、NeLS、Skybridge以及M．star等。0引言到了二十一世纪初，这些宏伟的计划都因成本低轨卫星具有发射成本低，传输时延短和

6、路径过高，星座构形没有实现优化设计，难以同地面移动损耗小等优点，由其构成的星座将会是下一代全球通信网竞争而相继搁浅。文献[7]创新性提出了移动通信网络的重要组成部分J。J．G．Walker一种具有共地面轨迹和良好相位特性的Flower卫提出的星座构形最初用于中轨卫星星座设计』，后星星座设计方法，可广泛应用于不同类型卫星星座来很快移植到了低轨卫星星座。大量Walker构形系统中。文献[8]提出了纬度区域优化的加权星座的低轨卫星星座在上世纪后期被提出，包括已经投观测性能评估方法，该方法考虑空间多重覆盖性能、入使用的Iridium和Globalst

7、ar。此外还有面向多媒成本、无源定位精度及碰撞等因素，得到了对重点关体服务和综合宽带应用的星座，包括Teledesic、注纬度区域有良好观测性能的红外低轨星座方案。收稿日期：20134_ol；修回日期：2014-01-06基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)(2007AA01Z294)；中国博士后科学基金资助项目(2012M512066)第4期李勇军等：一种低轨卫星星座覆盖性能通用评价准则41l圣种利用太阳同步．回归轨道的曼低轨道区域。性：覆盖．星：座1低”⋯轨⋯道星⋯座覆⋯盖性⋯能⋯的⋯通⋯用⋯评价⋯方⋯法一设计方案，并应用STK

8、仿真软件完成了该星座的设对某种特定的卫星星座构形，论文提出的通用计与性能评估。然而，在众多的星座中，能够满足覆评价指标以能够覆盖相同区域的最少卫星数量作为盖要求的星