卫星星座设计课件.ppt

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1、第6章卫星星座设计卫星通信1概要6.1引言6.2卫星星座设计6.3星际链路6.4系统体系结构26.1引言卫星移动/宽带通信的发展起源1945ArthurC.Clarke的科学幻想论文：地球外的中继1957Sputnik：第一颗人造卫星，前苏联1960Echo:第一颗反射式卫星1964SYNCOMIII：第一颗GEO卫星1965INTELSATI：第一颗商用GEO卫星(EarlyBirdI)第一代：模拟技术1976第一代移动通信卫星：MARISAT的3颗GEO卫星提供海事通信服务，舰载站的发射功率

2、为40W，天线为1.2米1982Inmarsat-A：第一个海事移动卫星电话系统36.1引言续1卫星移动/宽带通信的发展第二代：数字传输技术1988Inmarsat-C：第一个陆地移动卫星数据通信系统1993Inmarsat-Mandmobilesat(Australia)：第一代数字陆地移动卫星电话系统1996Inmarsat-3：支持膝上型终端的移动卫星电话系统第三代：手持系统1998Iridium：第一个支持手持终端的全球性低轨移动卫星通信系统2003集成了卫星通信子系统的全球移动通信系统

3、(UMTS/IMT-2000)宽带卫星系统：Internet和多媒体通信2000ASTRA：支持高速Internet接入>2001Spaceway,EuroSkyWay,SkyBridge,Teledesic等：支持固定、便携或移动多媒体通信的宽带卫星通信系统46.1引言续2地面和卫星移动通信系统的比较地面移动通信系统卫星移动通信系统覆盖范围随地面基础设施的建设而持续增长易于快速实现大范围的完全覆盖多标准，难以全球通用全球通用蜂窝小区小，频率利用率高频率利用率低提供足够的链路余量以补偿信号衰落遮

4、蔽效应使得通信链路恶化适合于人口密度高，业务量密集的城市环境适合于低人口密度、业务量有限的农村环境56.2卫星星座设计卫星星座的定义具有相似的类型和功能的多颗卫星，分布在相似的或互补的轨道上，在共享控制下协同完成一定的任务设计基本出发点以最少数量的卫星实现对指定区域的覆盖66.2卫星星座设计续1卫星星座选择仰角要尽可能高传输延时尽可能小星上设备的电能消耗尽可能少如果系统采用星际链路，则面内和面间的星际链路干扰必须限制在可以接收的范围内对不同国家、不同类型的服务，轨位的分配需要遵循相应的规章制度多

5、重覆盖问题以支持特定业务(GPS定位)或提供有QoS保证的业务76.2卫星星座设计续2卫星星座类型极/近极轨道星座倾斜圆轨道星座(主要有Walker的Delta星座和Ballard的Rosette星座)共地面轨迹星座赤道轨道星座混合轨道星座86.2卫星星座设计续3极轨道星座在极轨道星座中：每个轨道面有相同的倾角和相同数量的卫星，所有卫星具有相同的轨道高度轨道倾角为固定的90º，因此所有轨道平面在南北极形成两个交叉点星座卫星在高纬度地区密集，在低纬度地区稀疏顺行轨道平面间的间隔和逆行轨道平面间的不

6、同96.2卫星星座设计续4极轨道星座卫星覆盖带(StreetofCoverage)半覆盖宽度式中S是每轨道面的卫星数量106.2卫星星座设计续5极轨道星座顺行/逆行轨道面和‘缝隙(seam)’π星座由于存在逆向飞行现象，星座第一个和最后一个轨道面间的间隔小于其它相邻轨道面间的间隔116.2卫星星座设计续6极轨道星座相邻轨道面的几何覆盖关系126.2卫星星座设计续7极轨道星座全球覆盖条件136.2卫星星座设计续8极轨道星座单重全球覆盖星座参数PSα(º)∆1(º)h(km),El=10º2366.

7、7104.520958.62457.698.410127.12553.296.57562.43542.366.13888.53638.764.33136.53736.563.22738.64730.848.31917.24828.947.61694.44927.647.01550.65924.238.01214.651023.037.71116.351122.237.41044.361119.931.4868.0146.2卫星星座设计续9极轨道星座球冠覆盖条件156.2卫星星座设计续10极轨道星

8、座30º以上单重球冠覆盖星座参数PSα(º)∆1(º)h(km),El=10º2364.1111.816549.52453.4103.17650.02548.198.75508.33539.968.43373.53635.866.02631.53733.364.52252.64728.949.61692.94826.848.51466.24926.347.81318.25922.638.81077.8166.2卫星星座设计续11近极轨道星座倾角接近但不等于90º，即80-100º覆盖带设计方法仍