衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)課件.ppt

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1、第6章衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)衛(wèi)星通信1概要6.1引言6.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)6.3星際鏈路6.4系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)26.1引言衛(wèi)星移動(dòng)/寬帶通信的發(fā)展起源1945ArthurC.Clarke的科學(xué)幻想論文：地球外的中繼1957Sputnik：第一顆人造衛(wèi)星，前蘇聯(lián)1960Echo:第一顆反射式衛(wèi)星1964SYNCOMIII：第一顆GEO衛(wèi)星1965INTELSATI：第一顆商用GEO衛(wèi)星(EarlyBirdI)第一代：模擬技術(shù)1976第一代移動(dòng)通信衛(wèi)星：MARISAT的3顆GEO衛(wèi)星提供海事通信服務(wù)，艦載站的發(fā)射功率

2、為40W，天線為1.2米1982Inmarsat-A：第一個(gè)海事移動(dòng)衛(wèi)星電話系統(tǒng)36.1引言續(xù)1衛(wèi)星移動(dòng)/寬帶通信的發(fā)展第二代：數(shù)字傳輸技術(shù)1988Inmarsat-C：第一個(gè)陸地移動(dòng)衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)1993Inmarsat-Mandmobilesat(Australia)：第一代數(shù)字陸地移動(dòng)衛(wèi)星電話系統(tǒng)1996Inmarsat-3：支持膝上型終端的移動(dòng)衛(wèi)星電話系統(tǒng)第三代：手持系統(tǒng)1998Iridium：第一個(gè)支持手持終端的全球性低軌移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)2003集成了衛(wèi)星通信子系統(tǒng)的全球移動(dòng)通信系統(tǒng)

3、(UMTS/IMT-2000)寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)：Internet和多媒體通信2000ASTRA：支持高速Internet接入>2001Spaceway,EuroSkyWay,SkyBridge,Teledesic等：支持固定、便攜或移動(dòng)多媒體通信的寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)46.1引言續(xù)2地面和衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的比較地面移動(dòng)通信系統(tǒng)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)覆蓋范圍隨地面基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)而持續(xù)增長(zhǎng)易于快速實(shí)現(xiàn)大范圍的完全覆蓋多標(biāo)準(zhǔn)，難以全球通用全球通用蜂窩小區(qū)小，頻率利用率高頻率利用率低提供足夠的鏈路余量以補(bǔ)償信號(hào)衰落遮

4、蔽效應(yīng)使得通信鏈路惡化適合于人口密度高，業(yè)務(wù)量密集的城市環(huán)境適合于低人口密度、業(yè)務(wù)量有限的農(nóng)村環(huán)境56.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)衛(wèi)星星座的定義具有相似的類型和功能的多顆衛(wèi)星，分布在相似的或互補(bǔ)的軌道上，在共享控制下協(xié)同完成一定的任務(wù)設(shè)計(jì)基本出發(fā)點(diǎn)以最少數(shù)量的衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)指定區(qū)域的覆蓋66.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)1衛(wèi)星星座選擇仰角要盡可能高傳輸延時(shí)盡可能小星上設(shè)備的電能消耗盡可能少如果系統(tǒng)采用星際鏈路，則面內(nèi)和面間的星際鏈路干擾必須限制在可以接收的范圍內(nèi)對(duì)不同國(guó)家、不同類型的服務(wù)，軌位的分配需要遵循相應(yīng)的規(guī)章制度多

5、重覆蓋問(wèn)題以支持特定業(yè)務(wù)(GPS定位)或提供有QoS保證的業(yè)務(wù)76.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)2衛(wèi)星星座類型極/近極軌道星座傾斜圓軌道星座(主要有Walker的Delta星座和Ballard的Rosette星座)共地面軌跡星座赤道軌道星座混合軌道星座86.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)3極軌道星座在極軌道星座中：每個(gè)軌道面有相同的傾角和相同數(shù)量的衛(wèi)星，所有衛(wèi)星具有相同的軌道高度軌道傾角為固定的90o，因此所有軌道平面在南北極形成兩個(gè)交叉點(diǎn)星座衛(wèi)星在高緯度地區(qū)密集，在低緯度地區(qū)稀疏順行軌道平面間的間隔和逆行軌道平面間的不

6、同96.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)4極軌道星座衛(wèi)星覆蓋帶(StreetofCoverage)半覆蓋寬度式中S是每軌道面的衛(wèi)星數(shù)量106.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)5極軌道星座順行/逆行軌道面和‘縫隙(seam)’π星座由于存在逆向飛行現(xiàn)象，星座第一個(gè)和最后一個(gè)軌道面間的間隔小于其它相鄰軌道面間的間隔116.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)6極軌道星座相鄰軌道面的幾何覆蓋關(guān)系126.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)7極軌道星座全球覆蓋條件136.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)8極軌道星座單重全球覆蓋星座參數(shù)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衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)9極軌道星座球冠覆蓋條件156.2衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)10極軌道星

8、座30o以上單重球冠覆蓋星座參數(shù)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衛(wèi)星星座設(shè)計(jì)續(xù)11近極軌道星座傾角接近但不等于90o，即80-100o覆蓋帶設(shè)計(jì)方法仍