中继星典范——跟踪与数据中继卫星系统

美国宇航局的跟踪与数据中继卫星系统(TDRS)的发展,主要是为载人航天服务的。它的提出、部署和服役,其实比SDS还晚几年。战略收缩的产物。早期美国宇航局载人航天的测控活动,是靠全球布站来实现的。在其巅峰时期,美国宇航局维护着3个全球地面站网络。

数据中继卫星系统体系综述

自20世纪70年代美国开始发展“跟踪与数据中继卫星系统”(TDRSS)以来,数据中继卫星系统已历经50余年的发展。俄罗斯、中国、欧洲等航天国家/地区根据其政治、经济、地理等国情及航天探索发展规划,分别发展出技术体制与形态各异的数据中继卫星系统。同时,随着人类探索太空的脚步迈向深空,地月空间、地火空间的测控与数据中继设施建设也未曾止步。2024年3月20日,探月工程四期鹊桥二号中继星在中国文昌航天发射场成功发射升空,鹊桥二号中继星作为探月工程四期后续的“关键一环”,将架设地月新“鹊桥”,中国数据中继卫星家族进一步发展壮大。本文回顾了各国/地区数据中继卫星系统发展概况,并对深空数据中继卫星体系展开介绍。

跟踪和数据中继卫星系统的微波光调制技术研究

为了提高跟踪和数据中继卫星系统的传输容量,采用ITU推荐的Ka波段为星间微波链路的通信波段,跟踪和数据中继卫星之间采用激光链路。设计采用了激光链路透明传输微波信号的调制技术,包括直接微波信号调制和微波信号变频调制两种方案。通过分析和计算,得到了Ka波段微波光调制器的主要技术参数,论证了宽带LiNbO3行波调制器用于该系统的可行性,并讨论了两种方案的优缺点。

当前跟踪与数据中继卫星系统发展状况研究

中继卫星系统结构复杂,技术含量高,建设周期长,耗资巨大,因此充分研究和借鉴国外中继卫星系统成功的经验和失败的教训是我国开发研制中继卫星系统的一条捷径。本文在综述国外跟踪与数据中继卫星系统发展状况的基础上,提出了发展我国中继卫星系统需要重点研究和解决的问题。

暗影舞者——美军的卫星数据系统

美国军方一度拥有自己的数据中继卫星系统——“卫星数据系统”。这个系统前后发展了三代。第一代是1976年至1987年的SDS-1;第二代是1989年至1996年的SDS-2;第三代SDS-3从1998年投入使用。高度保密的SDS。SDS系统的主要功能是把侦察卫星图像中继传输给美国本土。

跟踪与数据中继卫星系统在测量船上的应用前景

介绍了国际跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)的基本状况与发展趋势,分析了今后测量船利用中继卫星系统传输高速数据的应用前景,比较了测量船加装中继卫星系统的几种方案,并对其可行性进行了评估。

跟踪及数据中继卫星系统的正反向通信链路

本文讨论跟踪及数据中继卫星系统（ＴＤＲＳＳ）的正反向通信链路。包括：１）Ｓ波段多址勤务链路的相控阵天线地面多波束形成及自适应对准；２）把ＴＤＲＳ上的３０个单元天线的接收信号传回地面并保证各路之间相对相位、振幅的稳定；３）Ｋｕ波段单址勤务链路中ＴＤＲＳ与用户飞行器天线相互捕获与跟踪；４）扩频—测距码的快捕。

卫星数据中继天线的跟踪规律研究

用户星数据中继天线对中继卫星的跟踪规律研究是一个基本的、十分重要的问题。从工程应用角度研究了用户星数据中继天线对中继卫星的跟踪规律。首先对研究中涉及的坐标系进行了定义。基于开普勒轨道运动方程推导了一套数据中继天线跟踪中继卫星的角度及其变化角速度的数学模型。通过这套模型可以推算用户星跟踪数据中继卫星时中继天线转动的方位角和俯仰角的变化规律。最后通过仿真算例的结果分析验证了模型的正确性。

跟踪及数字中继卫星系统扩频调制方案研究

讨论了跟踪及数字中继卫星系统 (TDRSS)一种新的扩频调制方案 ,即并行MSK扩频 .根据不同的TDRSS业务在I路和Q路根据数据率的高低选择扩频或不扩频 .给出了QPSK扩频调制和并行MSK扩频调制的信号表达式和实现模型 ,并建立了MAT LAB仿真模型 .理论分析和仿真结果都证实并行MSK扩频调制的频谱特性优于QPSK扩频调制 .

我国的静止轨道/ 中轨道跟踪与数据中继卫星系统的性能比较

在分析了我国可采用的静止轨道和中轨道跟踪与数据中继卫星系统的系统结构和特点的基础上,给出了2 个系统方案。通过仿真计算,对它们的覆盖性能和实现的复杂程度进行了比较。仿真结果表明,中轨道跟踪与数据中继卫星系统能够提供更好的覆盖性能,但实现难度大于静止轨道跟踪与数据中继卫星系统。因此,现阶段我国采用双星静止轨道跟踪与数据中继卫星系统是合理的选择。

我国跟踪与数据中继卫星星间链路通信频段选择研究

文章从国内用户需求、国际发展趋势、转发器和天线研制难度、仪器及元器件配套等方面,对我国中继卫星星间链路的频段选择进行了研究,并提出了相应的建议。

跟踪与数据中继卫星系统的电子战技术研究

对国外数据中继卫星系统(TDRSS)的组成、技术特点等进行了分析和研究,提出应尽快发展我国TDRSS的技术研究,并应深入研究针对TDRSS的电子对抗措施和电子反对抗措施。

日本天基测控通信网数据中继与跟踪卫星系统的体系结构及特性

本文简要综述了日本天基测控通信网数据中继与跟踪卫星系统 (DRTSS)的体系结构及特性、测控通信系统及其技术性能,并介绍了日本与国际联网合作的近况。

跟踪与数据中继卫星系统星座构形的仿真初探

本文概述了跟踪与数据中继卫星系统的定义与优越性,分析了影响我国数据中继卫星网星座构形的主要因素,提出利用卫星工具包(STK)软件实现仿真分析数据中继卫星网星座构形的方法与步骤,并设计了高、中、低三种轨道中继卫星与用户卫星之间的可见性分析仿真实验,最后,初步分析了仿真实验获得的数据,并根据仿真结果提出了我国跟踪与数据中继卫星系统星座构形的初步设想。

船载卫星天线圆锥扫描跟踪系统的改进研究

船载卫星地球站在低动态条件下,当圆锥扫描频率过高时,会引起馈源振动,这将导致地球站在相对稳定的环境中接收信号强度的大幅波动。锥形扫描频率过低会导致地球站在高动态环境中失去目标卫星。跟踪系统采用自适应调速策略和初始相位估计算法,根据IMU测量的地球站运动姿态实时调整锥扫描频率,使地球站能够适应不同的动态环境。在实际工程中,设计并实现了基于FPGA的船载卫星地球站Ku波段跟踪系统。实际测试结果表明,在固定频率为50Hz的情况下,改进的锥形扫描算法的信号波动比锥形扫描算法低约2dbm。