Starlink下行信号的多普勒效应影响分析

准确描述多普勒效应对星链(Starlink)传输性能的影响是理解其独特物理层结构的重要前提,为解决这一问题,首先,建立了星地相对运动下的多普勒效应模型并给出Starlink的最大多普勒效应参数;然后,基于Starlink下行信号的时频域结构和参数建立多普勒效应下的信号模型;最后,对下行信号中的3种主要组成部分分别建立多普勒效应下的时频域理论特征。通过仿真验证理论结果的正确性,以期为其他现有和将要部署的低轨道地球卫星通信系统的传输可靠性研究提供一定的参考。

基于Starlink机会信号/INS的组合导航方法

针对全球卫星导航系统(GNSS)因频点单一、落地功率低、易受电磁干扰以及存在覆盖较差区域等潜在的被拒止或被干扰导致的导航系统性能降低甚至失效的问题,提出了一种基于星链(Starlink)机会信号融合惯性导航系统(INS)的飞行器动态组合导航方法。首先分析了星链信号体制,建立了基于星链星座卫星下行机会信号的瞬时多普勒定位观测模型,设计了一种基于频率细分的快速最大似然多普勒频率估计方法,然后建立了基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的Starlink机会信号/INS的组合导航模型,并对该导航方法进行了实验及分析。结果表明,该方法可为飞行器提供长航时、连续、高精度的导航。动态飞行情况下,该方法可实现平均优于25 m的三维定位精度和平均优于0.1 m/s的速度估计精度,比相同观测时间下的惯导精度提高了1~2个数量级,显著提高了飞行器的导航精度,可为战略导航提供方法和技术支撑。

Starlink卫星运动仿真分析

基于开普勒第三定律,研究Starlink卫星轨道运行轨迹,分析其轨道运行特征,建立轨道仿真模型,使用高阶的Runge-Kutta方法求解方程,并利用STK对中国东南地区以及中国低纬度地区的Starlink卫星覆盖情况进行分析。仿真结果表明:随着Starlink卫星发射数量的增加,整体覆盖能力稳步提升。最开始1000颗卫星的覆盖范围在北纬54°至南纬54°之间,中国低纬地区的覆盖程度要比中纬地区低;2000颗卫星在此范围之间的覆盖达到了100%,3000颗卫星的覆盖水平明显提高,并且向两极方向延伸,但是一直无法覆盖两极地区。

Starlink激光终端卫星现状分析

利用Starlink星座公开的轨道数据,对2021年初入轨的极轨激光试验卫星和当年9月开始的业务激光星座部署的完成情况、轨道构型设计、星座维持控制策略和激光通信跟踪参数等进行了分析和计算,极轨激光试验卫星进行了2个阶段的近、远距离的激光通信试验,业务星座中的880颗卫星已经完成了网络的基本构型,具备了使用激光终端进行业务组网的条件,同时,这些采用电推进控制系统的卫星轨道控制频繁、相位保持精度高,分析和计算结果与轨道维持策略对后续建设大规模星间链路的星座具有很强的参考价值。

Starlink对我国GEO卫星通信下行链路的时域干扰分析

针对Starlink一期卫星与我国地球同步静止轨道(GEO)卫星之间的同频干扰问题,首先以载干比为干扰评价指标,搭建了Starlink星座与我国GEO卫星通信系统馈电链路下行干扰模型,设计了单颗Starlink卫星和Starlink一期星座系统的干扰仿真场景;其次,在Ka频段下,仿真分析了单颗Starlink卫星和Starlink一期星座的干扰仿真场景对我国GEO卫星馈电链路下行信号的时域干扰,包括干扰时间段、实时干扰情况、干扰时间占比和等效功率通量密度。仿真结果表明:GEO地面信关站(Beijing站)一天内受到来自Starlink星座的有害干扰时间百分比为2.64%,远远超过了国际电信联盟标准化组织(ITU)-RS.1528的卫星系统干扰保护标准规定的0.1%,Beijing站接收端的等效功率通量密度(EPFD)以及多个地区GEO地面信关站接收端的EPFD均不能满足ITU的限值要求。采取增大天线尺寸的方法可降低干扰程度。仿真得出的结果可以为我国对Starlink星座的影响分析和后续的处置手段提供参考。

Starlink星座对我国国土及周边空间域影响分析

针对Starlink星座对我国空间域的潜在影响,构建了空间域影响分析模型。首先,基于Starlink星座的轨道参数和卫星数量,使用STK软件搭建了其星座模型;其次,在我国内地、台海地区和台湾省分别划定覆盖区域,并以最大可见卫星数、被覆盖时间占比和无覆盖时段的时间间隔为指标,分析了Starlink星座对各覆盖区域的覆盖特性,重点关注台海区域和台湾省两个热点地区;接着,搭建了Starlink星座对我国特定地球静止轨道(GEO)卫星和不同地面信关站的下行通信的干扰模型,以载干比(C/I)和干扰时间百分比为指标,对其进行干扰分析;最后,基于覆盖分析和干扰分析的结果,使用地理信息系统(GIS)生成了覆盖特性可视化的态势图。通过仿真实验得出的结果,可以为我国评估Starlink星座的影响程度和制定相应的应对措施提供参考依据。

基于STK的Starlink星座覆盖仿真分析

利用卫星仿真工具包(STK)建立了Starlink星座覆盖模型,对其在南北纬70°范围内的覆盖能力进行了仿真分析,具体分析了星链星座对华盛顿、北京、中国台湾、基辅四个地点及其所在四个地区的覆盖能力。仿真结果表明,目前,星链星座能够达到对南北纬约60°之间地区的100%覆盖率,1.5版星链卫星开始覆盖两极地区,星链星座向实现全球覆盖方向稳步发展;星链星座对华盛顿、北京以及基辅等高纬度地区能够实现24小时全覆盖,且覆盖重数较大;对中国台湾等低纬度地区还有部分时刻无法实现连续覆盖,但整体覆盖能力正稳步提升。

Starlink 星座应用现状及分析

Starlink星座计划是目前全球最具前瞻性和影响力的低轨宽带卫星互联网星座。随着Starlink星座部署规模扩大,其高频次的发射及批量卫星部署,多样化卫星宽带服务提供,全球终端用户的快速增长,以及对军事应用的潜在支持和增强能力等应用潜力逐步显现。首先分析Starlink的在轨运行现状,并将其互联网服务与其他卫星宽带服务提供商进行对比;然后重点研究Starlink星间激光链路的应用特点及技术挑战,探讨Starlink的军事应用现状及演化趋势;最后总结Starlink的综合应用优势及面临的技术挑战,为我国卫星网络设计提供依据。总体而言,巨型LEO星座的建设及其应用不仅是卫星平台的实现,还涉及卫星设计及工业化生产、发射能力支持、星座的运维、卫星组网、地面站配套等一系列的工业链能力集成。

Starlink星座通信建模仿真分析

星链计划是当前唯一正在快速部署的低地球轨道巨型星座,本文分析了低轨卫星通信的优势特点,并对星链计划建设情况、系统架构等内容进行了概述。利用卫星工具包(STK)对第一阶段“壳层1”的1584颗卫星进行建模仿真,基于星链卫星配备激光通信载荷之后的组网模式,以Dijkstra最短路径算法求解任意两颗星链卫星之间的最短星间通信链路距离,从而得出理论上最短的通信时延。最后根据仿真结果对星链计划的军事应用进行了预测。

Starlink全球部署对地威慑运筹分析

Starlink全球部署计划的主体是选择,即在空间、时间以及数量上的选择与设置。针对Starlink全球部署背后的对地威慑深层含义,遵循理技融合研究理念,构建区域威慑率、持续威慑率以及多重覆盖率量化准则,通过对地覆盖呈现区域威慑、时间覆盖呈现持续威慑、数量覆盖呈现多重威慑。Starlink全球部署计划仿真分析表明,1 110 km较高轨道部署能够对重点地域实现100%的区域威慑、100%的持续威慑以及7.3%的多重覆盖。若考虑发射高度成本,亦可在较低轨道通过视场角、轨道倾角以及相位差的调整部署来实现相同的威慑率。分析方式以及结果以期为Starlink部署应对提供借鉴。

基于StarLink的民意模型的改造和测试

针对基于StarLink的民意模型,首先在理解高层体系结构的基础上,将它设计为具有三类联盟成员的联盟,接着详细地分析了联盟成员之间的信息流程和每类联盟成员内部的信息流,最后给出了基于该联盟的仿真实验方案和结果。实验结果表明,StarLink能够有效支持大中规模的仿真系统应用。

Starlink星座对GSO卫星系统馈电链路的下行同频干扰分析

随着大型低轨星座网络的快速发展,其与静止轨道卫星通信系统间的用频矛盾越发突出。针对低轨通信星座系统与静止轨道卫星系统的馈电链路下行同频干扰,本文以Starlink第一期星座为研究对象,分析了其对静止轨道卫星系统馈电链路的下行干扰场景,建立了以干噪比和等效功率通量密度为评价指标的同频干扰分析模型。仿真结果表明,低纬度地区的GSO关口站天线接收处的干噪比和等效功率通量密度会超过门限值。

Starlink星座系统的干扰规避技术分析

系统间的干扰规避技术是NGSO通信星座系统设计论证需重点攻关的关键技术,以确保卫星系统之间的频率兼容。在综合阐述Starlink星座系统的构型设计以及频率资源使用的基础上,挖掘凝练了Starlink星座系统采用的8种干扰规避技术,研判了NGSO通信星座系统的未来发展趋势,以及其与干扰规避技术的内在逻辑关系,可为我国设计NGSO通信星座系统干扰规避技术提供重要参考。

Starlink星地链路性能仿真分析与启示

Starlink低轨卫星星座发展迅速,在民用和军事上具有广泛的应用前景。首先总结梳理了Starlink卫星的空间段和地面段、频率规划和通信机制等基本情况,并通过理论和仿真分析表明Starlink用户终端具有比传统用户终端更好的品质因数,最大误码率为2.6×10-6量级;其次通过分析端星切换策略及性能得到,Starlink已可实现对服务用户的不间断无缝连接,但存在切换频繁、信令开销大的问题;再次分析了导致用户速率波动的几个因素;最后从轻量化传输协议、去中心化网络架构、混合切换策略和系统资源分配等方面给出了针对我国低轨互联网建设的几点思考。

Starlink低轨卫星通信星座深度分析

梳理美国SpaceX公司的星链(Starlink)卫星通信星座的发射情况、测试情况、建造能力和生产成本,明确Starlink的最新进展。重点从网络能力、成本与收入、军事价值三方面剖析Starlink卫星通信星座的可行性和发展前景。通过分析可知,Starlink卫星通信星座已初步具备服务能力和盈利能力,其经验值得我国卫星通信产业借鉴。

Starlink卫星系统技术概要

SpaceX公司的Starlink系统是目前设计规模最大、发展最快的卫星网络系统,系统建成后,将能向民用和军用领域提供全球范围的高速宽带网络服务。介绍了该系统的轨道信息、工作频率、波束覆盖、星座协同、用户终端与网关地球站及抗干扰策略,从中可以看出其系统的技术先进性,也为今后对Starlink系统的进一步研究打下基础。

基于云平台的Starlink星座高性能仿真技术研究

面向星链星座的网络仿真是未来低轨卫星星座设计与建设验证和评估的重要工具。针对星链网络规模庞大,结构复杂的特性,设计了一种高性能卫星网络仿真体系。该体系基于云平台的分布式网络仿真架构,通过系统仿真工具包(system kit tool,STK) Engine底层接口开发、卫星模型库存储优化和消息异步传输等技术,实现对星链星座的快速部署,具有良好的可扩展性。实验表明:所提方法实现了400颗卫星规模的复杂卫星网络的自动化建模,在部署效率上相对于传统方法提升了39.07%,可为大规模低轨卫星建设提供仿真技术支持。

Starlink简介

星链是由美国SpaceX公司构建的巨型低轨星座系统,用以面向全球,提供互联网接入服务,文章简要介绍了其系统组成、频谱利用和天线技术。

遗传改良作物的法律挑战:以StarLink Corn为研究案例

本研究以StarLink Corn事件为案例,探讨了遗传改良作物在法律和监管方面面临的挑战。StarLink Corn是由Aventis CropScience开发的一种转基因玉米,含有一种来自土壤芽孢杆菌的蛋白质Cry9C,旨在抵抗某些害虫。尽管仅获批用于动物饲料,但该产品意外进入了人类食品供应链,引发了广泛关注和法律诉讼。本研究分析了事件对农业产业、消费者信心和国际贸易的影响,强调了在食品安全和环境保护方面需要更加严格和全面的法律框架。同时,提出了对风险管理、公众接受度、国际法律框架和新兴生物技术法律挑战的进一步研究建议。本案例为未来遗传改良作物的法律和政策发展提供了重要的指导和教训。