低轨互联网星座发展研究

近年来,随着互联网用户激增,SpaceX、OneWeb等创新型企业纷纷计划打造低轨互联网星座,引发全球低轨卫星互联网星座的发展热潮。因此,研究国内外低轨互联网星座的发展情况及当前面临的技术难题有着很重要的意义。基于此,介绍了国外具有代表性的3个低轨互联网星座计划(Starlink、OneWeb、Lightspeed)及国内星座的最新发展情况;根据低轨互联网星座的特点,着重分析了低轨互联网星座面临的五大技术挑战:星座相对运动演化预报、星座自主导航与定轨、星座构型重构的路径规划、星座自组织协同构型控制、星座通信与网络服务;根据当前低轨互联网星座的发展趋势,对中国在低轨互联网星座的发展给出了建议。

卫星星座的演化

本文详细讨论了各种摄动因素的特征以及对MEO的影响，并在文献1的基础上进一步分析了日月引力摄动对星座几何结构演化的影响。由于日月引力摄动的存在，它将导致卫星轨道倾角的变化，从而改变星座中轨道平面的相对位置，引起星座的性能变化。

区域卫星导航系统星座结构演化

对影响区域卫星导航系统卫星星座结构的各类因素进行了综合分析，用分析法或数值法给出了主要摄动力对卫星轨道影响的计算公式和结果，并得出以下结论：高轨卫星平经度漂移主要是由于地球引力田谐项摄动作用的结果；卫星倾角矢量的漂移主要是由于日月引力和地球带谐项的作用；卫星入轨偏差会引起星座整体结构的紊乱。

区域卫星导航系统星座结构演化

对影响区域卫星导航系统卫星星座结构的各类因素进行了综合分析，用分析法或数值法给出了主要摄动力对卫星轨道影响的计算公式和结果，并得出以下结论：高轨卫星平经度漂移主要是由于地球引力田谐项摄动作用的结果；卫星倾角矢量的漂移主要是由于日月引力和地球带谐项的作用；卫星入轨偏差会引起星座整体结构的紊乱。

GEO/IGSO/MEO卫星轨道根数演化分析

本文针对GEO、IGSO、MEO三类卫星,分析了在地球非球形引力影响下的卫星轨道根数变化情况。并采用两年的精密星历反算了GPS卫星的轨道根数长期变化情况,分析了其周年、半年、半月变化的产生原因。对卫星入轨偏差影响进行了分析,得出轨道长半轴入轨偏差是决定卫星实际轨道相对设计轨道演化的重要因素。最后对星座相对结构演化及轨道西移的影响进行了分析。