非静止轨道广播卫星系统IMT-2000干扰分析

由于非静止轨道广播卫星系统NGSO-BSS与第三代移动通信系统IMT-2000的使用频段部分重叠,因此会产生系统间干扰,导致IMT-2000系统性能下降。为保证两系统共存,以日本拟发送的非静止轨道广播卫星系统为背景,建立了卫星系统对地面移动通信系统的干扰模型,用于分析该系统干扰地面同频段IMT-2000导致的上下行覆盖损失,并以此给出了能够保护IMT-2000系统的有效卫星发射PFD限值。

非对地静止轨道卫星系统轨道特性参数容限规则出台

近年来,随着卫星发射和制造技术的日渐成熟,商业卫星呈现出井喷的发展趋势,致使卫星频率和轨道资源紧缺的问题日益凸显,对于在近地轨道运行的非对地静止轨道(non-GSO)卫星来说,更是如此。为进一步提升卫星频率和轨道资源使用的科学性、公平性,2023年世界无线电通信大会(WRC-23)对non-GSO卫星系统的轨道特性参数容限作出了新规定,以避免不合理部署可能带来的卫星频轨资源浪费和卫星运行风险。

非对地静止轨道卫星系统建立多边磋商机制

2023年世界无线电通信大会(WRC-23)审议通过了一项决议,决定在非对地静止轨道(non-GSO)卫星系统之间建立多边磋商机制,以协调non-GSO卫星系统对对地静止轨道(GSO)卫星系统相关业务集总干扰(根据一定的计算方法所得的干扰总和)的计算,为后续规划建设non-GSO系统的国家预留空间。

非对地静止轨道卫星系统后里程碑程序规则出台

根据2019年世界无线电通信大会(WRC-19)第35号决议,非对地静止轨道(non-GSO)卫星系统网络资料在提交国际电信联盟后有7年的规则有效期,nonGSO卫星系统最晚需在有效期后的7年内,于不同时间节点完成相应百分比的部署任务(被称为“里程碑部署”)。为解决完成里程碑部署后卫星因故障或使用寿命到期等原因不能继续使用却仍占用频轨资源的问题。

非对地静止卫星轨道卫星固定业务新增频率划分纳入未来大会议题

2023年世界无线电通信大会(WRC-23)通过决议在2027年世界无线电通信大会(WRC-27)设立议题,审议与使用51.4-52.4GHz频段有关的研究,以便关口地球站能够使用该频段向卫星固定业务(地对空)中的非对地静止卫星轨道系统进行发射。该议题的设立可满足未来非对地静止卫星轨道卫星固定业务(nonGSO FSS)系统使用该新划分的需求,同时将开展共用和兼容性研究对卫星地球探测(EESS)无源等现有业务进行保护。

非静止轨道星座系统级干扰评估研究

非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座系统间频率干扰分析通常采用链路级指标判断有害干扰,但难以评价多链路星座系统整体受干扰程度。针对此问题,设计了系统级容量损失指标评估星座系统间同频干扰程度,并对混合构型NGSO星座系统间容量损失概率分布进行了建模仿真。在典型星座共存场景下,若大规模星座主动采取空间隔离干扰规避措施,最大系统容量损失将从35%降低为0;若小规模星座主动采取相同规避措施,最大系统容量损失将从78%恶化为100%。结果表明,随着星座规模增大,主动规避措施可有效缓解频率干扰带来的容量损失,反之当星座规模减小,主动规避措施会增加链路中断风险,造成系统容量恶化。最后,针对性提出了适用于不同规模星座的干扰规避策略建议。

静止轨道卫星通信系统抗干扰计算分析方法

天线抗干扰技术和扩展频谱抗干扰技术是卫星通信系统提升抗干扰能力的重要技术手段。文章针对静止轨道卫星通信系统抗干扰计算分析难度大的问题,引入卫星天线增益计算模型,提出一种抗干扰计算分析方法。对卫星、用户站和干扰站的空间几何关系进行建模,根据卫星天线方向图数据准确计算卫星天线对用户站和干扰站的接收增益,进而得出信号和干扰的载干比;同时,在卫星通信链路计算中引入载干比,准确计算上行链路的总载噪比和总链路余量。通过设计典型干扰场景,分析影响系统总链路余量的关键因素,优化权衡天线抗干扰和扩展频谱抗干扰关键指标,能够从系统整体提升抗干扰能力,满足系统抗干扰要求。

北斗GEO/IGSO/MEO卫星广播星历的轨道精度评估

获取卫星轨道位置是卫星导航系统进行定位导航的前提,卫星轨道的精度是影响实时定位导航精度的主要因素之一。以武汉大学IGS数据中心发布的精密星历作为参考基准,分析评估了北斗卫星导航系统的地球静止轨道(Geostationary Earth Orbit,GEO)、倾斜地球同步轨道(Inclined Geosynchronous Satellite Orbit,IGSO)和中圆地球轨道(Medium Earth Orbit,MEO)3类轨道卫星的轨道精度。结果表明,GEO卫星的三维轨道精度为2.44~9.88 m,URE精度为2.50~8.45 m;IGSO卫星的三维轨道精度为1.95~3.12 m,URE精度为1.65~2.88 m;MEO卫星的三维轨道精度为1.74~3.18 m,URE精度为1.04~1.53 m;IGSO和MEO卫星轨道精度优于GEO卫星轨道精度,且GEO卫星轨道存在一定的系统偏差;3类轨道卫星的径向轨道精度要优于切向和法向的轨道精度。

非静止轨道卫星通信系统中星际链路性能研究

由于非静止轨道卫星之间的相对位置关系不固定 ,所以其星际链路变化比较复杂。为了能给出实现星际链路工程难易程序的量化指标 ,提出了星际链路性能 (方位角、仰角和星间距离的变化速率和范围 )的理论计算公式 ,详细分析了星际链路性能随系统星座参数变化的规律。然后结合具体的星座实例 ,给出了低轨、中轨卫星通信系统中的星际链路性能的仿真结果。提出星际链路的计算公式 ,对于卫星通信系统的星座设计、组网方案等 ,有着重要意义。

非静止轨道卫星星座系统功率通量密度包络的计算方法

新兴的非静止轨道(non-geo stationary orbit, NGSO)卫星星座由成百上千颗NGSO卫星编队组成,具有高动态的空间、时间、频谱、编码等多维一体特性,必然会对其他无线电系统(业务)带来时变的频率干扰问题,本文主要解决如何计算NGSO卫星星座系统下行链路的最大辐射能量问题.在ITU-R S.1503-3的计算框架下,通过引入卫星天线实际发射增益、波束配置与覆盖、用户点处最小隔离角的计算以及简化计算步骤等,给出了NGSO卫星星座系统功率通量密度(power-flux-density,PFD)包络的通用计算方法以及一个计算示例.通过分析可知,对所要仿真系统的各项参数,尤其是系统的切换策略、干扰规避或减缓策略等了解得越详细,得到的仿真结果就会越接近系统工作的真实值.本文的方法可用于计算任何NGSO卫星网络的PFD包络,以便参与下行等效PFD的计算.

非静止卫星轨道星座系统固定波束到地功率通量密度研究

功率通量密度是评估非静止卫星轨道星座系统保护地面业务系统的一项干扰评价指标。基于功率通量密度的定义,给出非静止卫星轨道星座系统固定波束功率通量密度的计算方法,在分析ITU关于非静止卫星轨道卫星固定业务系统的功率通量密度约束条件的基础上,给出确定非静止卫星轨道星座系统功率通量密度限值的方法。以Starlink系统为分析场景,计算分析Starlink测控波束的功率通量密度。结果表明,给出的功率通量密度计算方法与Starlink系统使用方法的分析结果完全一致,18.55~18.6 GHz频段测控波束功率通量密度不满足限值要求。在当前国际规则框架下,卫星星座规模大小是非静止卫星轨道星座系统合法使用Ka频段的决定性因素。

非静止轨道卫星系统考虑通信中断的服务质量分析

基于Globalstar和Odyssey两个Walker delta星座,建立星间链路网络,重点分析网络中的不同轨道间星间链的动态特性,特别是与星上跟瞄系统密切相关的俯仰角、方位角和链路长度变化,为卫星网络路由提供依据。对传统的卫星路由策略作了改进,利用卫星系统的冗余覆盖的特性,选择不同策略下的最优路径。针对用户不能忍受通信中断的情况,提出考虑消除中断的路由策略,进行服务质量的分析比较。同时也比较在消除中断的路由策略下,LEO同MEO网络差异之处。消除通信中断是以其它QoS性能下降为代价。

非静止轨道卫星网络路由协议研究现状及建议

非静止轨道卫星网络是一种能够向偏远地区、海上和空中用户终端提供通信服务的新型网络,具有覆盖广、宽带化等特点。主要介绍了非静止轨道卫星网络各类路由协议的研究现状,包含其典型算法、主要特点和适用场景,同时针对非静止轨道卫星网络的建设需求,提出未来路由协议研究发展方向,供相关研究人员参考。

非对地静止轨道卫星固定业务新增频率划分纳入未来大会议题

2023年世界无线电通信大会(WRC-23)通过决议在2027年世界无线电通信大会(WRC-27)设立议题,审议与使用51.4-52.4GHz频段有关的研究,以便关口地球站能够使用该频段向卫星固定业务(地对空)中的非对地静止轨道卫星系统进行发射。该议题的设立可满足未来非对地静止轨道卫星固定业务(non-GSO FSS)系统使用该新划分的需求.

GNSS卫星轨道机动探测技术进展

针对轨道机动探测是各种空间任务的共性关键技术,是全球卫星导航系统(GNSS)精密定轨定位数据处理的首要工作,在卫星导航领域具有重要的研究意义,尤其是中国多星座构型的北斗卫星导航系统,轨道机动频繁,影响更为严重的现状,研究分析全球卫星导航系统(GNSS)卫星轨道机动探测技术的进展:概述轨道机动的概念、机动方式和机动时间;归纳整理目前GNSS卫星轨道机动探测中常用的技术方法,包括基于卫星轨道的探测方法、基于卫星广播星历的探测方法以及基于观测值的探测方法;总结各类卫星轨道机动探测方法的特点,并统计分析GNSS卫星的轨道机动频次与时段,指出随着GNSS卫星轨道机动探测方法的不断完善,实时及事后卫星轨道机动探测问题都得到了显著改善,促进了GNSS服务性能的进一步提升;最后,总结现有轨道机动探测方法的优势与局限性,展望GNSS轨道机动卫星数据处理中尚须进一步解决的重要问题。

北斗系统GEO卫星伪距多路径误差改正

北斗系统地球静止轨道(GEO)卫星因相对于地面近似静止,其多路径误差相对于其他类型较为严重,且表现出系统波动现象。为提升定位精度,本文在GEO卫星伪距多路径误差特征研究的基础上,采用奇异谱分析方法对其进行修正,并通过伪距单点定位(SPP)验证伪距多路径误差修正效果。选取测站CUT0连续10d的静态观测数据进行修正试验。研究发现,GEO卫星伪距多路径误差序列表现出较强的天重复性,且多路径误差中的系统误差项越大,重复性也越强;在运用奇异谱分析方法修正GEO卫星伪距多路径误差各系统误差项后,多路径组合(MP)观测值和SPP的定位精度均有一定程度提升。

车载非静止轨道卫星监测系统链路计算

非静止轨道(NGSO)卫星通信发展迅猛,但由于相关设备的缺乏,对其下行信号频率轨道资源占用情况监测较少,因此,设计NGSO监测系统为当前急需解决的问题。设计车载监测系统要求具有低的余量,而当前卫星监测系统通信链路计算过程考虑不够精确,文章通过研究ITU相关建议书,考虑NGSO通信链路中存在的大气、雨水、云层和电离层闪烁等相关因素,计算在特定接收余量下的车载监测系统地空链路损耗,为该系统设计提供更精确的依据,同时对GSO链路设计也具有参考意义。

基于转发式的北斗卫星导航系统地球静止轨道卫星精密定轨试验

地球静止轨道卫星(GEO)在北斗卫星导航系统(Compass)的卫星导航中具有特别重要的作用,除了利用导航系统自身的伪距相位以外,利用其他的测轨系统对其进行精密定轨有着重要的意义。利用国家授时中心的转发式测轨网对Compass的GEO卫星进行观测,获取转发式测轨数据,利用该数据对Compass的GEO卫星进行精密定轨分析。分别从观测数据的观测精度,定轨残差以及轨道重叠误差等方面分析GEO卫星的定轨精度。

基于中轨与静止轨道卫星定位系统星座优化设计

文中分析了中国区域性覆盖卫星导航系统“北斗”系统的特点,提出了采用“北斗”系统静止轨道卫星结合若干倾斜圆轨中轨MEO卫星,构成中国区域性覆盖星座的设计思想。文章给出了卫星导航定位系统星座优化设计方法,比较了多种设计思想和多种轨道形式的设计方案。通过仿真计算分析,在多种设计结果中,得到了优选的2颗GEO卫星结合若干MEO卫星星座设计方案设计结论。并且针对所选星座的覆盖性能,仿真给出了区域性覆盖优选星座的PDOP特性。

非静止轨道卫星信道多普勒频移特性

为了定量分析非静止轨道卫星信道的多普勒频移特性 ,引入一种基于地心固连坐标系的分析模型 ,经近似 ,该模型与地面接收终端的地理坐标无关 .计算出了几种典型非静止轨道卫星信道的最大多普勒频移 .分析表明 ,高仰角状态下信道中的多普勒频移较弱 ,而处于可视仰角状态时信道中的多普勒频移最大 .应尽可能在高仰角状态下接收信号 ,并可将多普勒时变规律作为先验信息用于对多普勒频移进行估计与补偿 。