“天链一号01 星”中继性能仿真分析

“天链一号01 星”中继性能仿真分析

蒋 虎

摘 要: 以3类卫星轨道为例，利用STK分析软件就“天链一号01星”对三类轨道卫星的中继能力进行仿真，其中仿真参数包括一天内可中继次数、最短中继时间、最长中继时间、平均中继时间和可中继时间百分比等关键指标。仿真结果表明：“天链一号01星”对400~800km轨道高度的低轨道卫星的中继时间百分比可达55%以上；对20000~24000km中轨道卫星的中继时间百分比可达90%以上；对倾斜地球同步轨道卫星的中继时间百分比可达100%。
关键词:倾斜地球同步卫星；低轨道卫星；中轨道卫星；中继；仿真

引言

自上世纪七十年代初发射首颗卫星“东方红”以来，我国陆续发射了各种试验卫星和应用卫星达近百颗。2008年5月1日，我国首颗数据中继卫星“天链一号01星” 经过4次变轨控制，成功定点在东经77度赤道上空。该卫星的发射成功标志着中国航天应急和管理能力又向前迈进了一大步，进一步巩固了我国空间技术能力的领先地位，在中国卫星发展史上具有里程碑式的意义。“天链一号01星”将在测控、科学数据实时下传、航天器故障排除、地面灾害实时监测等多方面发挥其独特的作用。这里我们主要针对三类卫星轨道，
来仿真“天链一号01星”中继性能，仿真参数主要包括：可中继次数、最短中继时间、最长中继时间、平均中继时间和可中继时间百分比等。

1 中继能力仿真

在仿真时，我们选取了3类轨道进行分析。第一类：400km，500km，600 km，700km，800km高度的低轨道卫星，这个高度区间段分布着一些飞船类飞行器和大量的应用类低轨道卫星。第二类：中轨道，我们选取的高度区间为20000 km~24000km,这个高度区间分布着大量的导航类卫星,如GPS,GLONASS等[1]，我国在该高度区间也已经开始部署导航试验卫星。第三类：倾斜地球同步轨道，高度为36000km左右,倾角为55度，升交点地理经度东经100度，如果一旦部署这类卫星，它们将可有效地增强北斗导航系统性能，尤其可提高高纬度地区用户的定位精度。利用STK软件，我们对上述三类轨道进行了数值仿真[2]，仿真结果如表1，2，3所列。

2 结论

对一天内可中继次数、最短中继时间、最长中继时间、平均中继时间和可中继时间百分比等关键指标的仿真结果显示：“天链一号01星”对400~800km轨道高度的低轨道卫星的中继时间百分比可达55%以上；对中轨道卫星的中继时间百分比可达90%以上；对倾斜地球同步轨道卫星的中继时间百分比可达100%。可见，一旦“天链一号01星”进入正常工作状态，它将极大地提高我国卫星测控、星上科学数据下传、航天器故障排除、地面灾害监测的效率和时效性。

参考文献
[1] 陈俊勇，全球导航卫星系统的进展，2007，大地测量与地球动力学，2007，27（5）：1~4
[2] 蒋虎, 冯初刚, 卫星精密定轨与动力测地研究软件系统，人造卫星观测与研究，1997，1:32~36

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