低轨大规模星座概念研究与分阶段部署方案
作者:
作者单位:

1.北京航空航天大学宇航学院, 北京 100191;2.航天东方红卫星有限公司, 北京 100094;3.北京航空航天大学未来空天技术学院/高等理工学院, 北京 100191

作者简介:

通讯作者:

徐明,男,教授,博士生导师,E-mail: xuming@buaa.edu.cn。

中图分类号:

V412.4

基金项目:

北航未来空天技术学院/高等理工学院卓越研究基金(230121105)。


Conceptual Study on Low-Orbit Large-Scale Constellation and Its Phased Deployment Scheme
Author:
Affiliation:

1.School of Astronautics, Beihang University, Beijing 100191, China;2.DFH Satellite Co., Ltd., Beijing 100094, China;3.Shenyuan Honors College, Beihang University, Beijing 100191, China

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    摘要:

    针对小卫星星座规模趋向巨型化的发展应用需求,开展基于遥感卫星的低轨大规模星座概念研究并提出相应的星座分阶段部署方案。首先,考虑低轨卫星轨道理想容纳卫星数量、星间相互作用、轨道控制精度等因素,进行低轨大规模星座量级分析,明确星座规模。在此基础上,采用人工势函数方法将卫星个体控制拓展至星座整体密度迁移,实现满足任务需求的星座特定密度分布。结合大规模遥感卫星星座任务特点和建设能力,提出基于太阳同步轨道、低倾角轨道和大椭圆轨道的混合星座配置方案,并按照近期、中期和远期分阶段进行部署。对星座部署方案进行仿真,验证了低轨大规模星座的优势,为未来巨型星座设计与控制提供一定的参考与借鉴。

    Abstract:

    As small satellite constellations are becoming gigantic, the conceptual study on the low-orbit large-scale constellation based on remote sensing satellites and its phased deployment scheme are presented. First, factors such as the ideal number of accommodating satellites, interactions, and the orbital control accuracy in low orbit, the magnitude analysis of low-orbit large-scale constellation are incorperated to clarify the constellation scale. Second, the artificial potential function method is used to extend the satellite individual control to the overall density migration of the constellations, thus a specific density distribution is achieved to meet the mission requirements. Third,combined with the characteristics and construction capabilities of constellation of remote sensing satellites, a hybrid constellation configuration based on Sun-synchronous orbits, low inclination orbits and highly elliptical orbits is proposed. According to the short, medium and long-term requirements, the constellation is deployed in phases. Simulations verify the advantages of the low-orbit large-scale constellations.This study provides certain references for the design and control of mega-constellations in the future.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

白雪,王丹丹,白照广,徐明.低轨大规模星座概念研究与分阶段部署方案[J].南京航空航天大学学报,2022,54(S):1-8

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  • 收稿日期:2022-07-01
  • 最后修改日期:2022-09-01
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  • 在线发布日期: 2022-11-02
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