数据采集卫星星座与星地链路研究与设计

发布时间：2017-09-09 20:47

  本文关键词：数据采集卫星星座与星地链路研究与设计

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【摘要】：低轨卫星数据采集系统,简称DCS(Data Collection Satellite System),由低轨道微小卫星星座、地面关口站、形式多样的开放式终端组成,以广域分散的地面传感器获得的信息为数据来源,利用微小/小卫星星座实现大地域、近实时信息感知,实现对数据的采集、处理和存储转发。低轨卫星数据采集系统的主要有数据传输实时性高、地域覆盖性广、用户使用成本低等优点,应用前景非常广阔,社会效益和经济效益十分显著,将在我国国家战略新兴产业中扮演重要角色。通过对近年来国内外同类系统技术体制、运营模式的研究,短数据、多用户、海量数据采集技术的突破,政府、行业用户需求的深入调研和引导,数据采集卫星系统的工程建设时机已经成熟。本文简要介绍了卫星数据采集系统各组成部分,然后深入了解和对比了国内外卫星数据采集系统的发展现状,明确了本课题研究的重要意义。其次对卫星轨道设计和星座设计基本理论做了综述,指出了卫星轨道设计与卫星星座设计的基本方法和原则,以及在设计过程中需要考虑的相关因素和评价的方法。在前文理论分析的基础上,本文结合国外已经投入商用的卫星数据采集系统,根据提出的具体实际的任务需求和系统的性能指标要求,论证和提出了基于我国用户的数据卫星星座设计方案,并建立软件仿真平台,使用卫星仿真工具软件(Satellite Tool Kit,STK)对提出的设计方案进行了仿真评估分析。最后根据提出的卫星星座设计方案,建立对应的星地通信链路,并对建立的星地链路模型进行了预算与设计。本文经研究论证后提出的数据采集卫星星座方案具有较强的可行性,可以作为未来我国低轨数据采集卫星星座初步部署方案;在星地链路方面的研究成果,在有关部门未来设计我国数据采集卫星整个系统时,具有一定的参考价值。
【关键词】：卫星数据采集系统 卫星星座设计 星地链路 链路设计
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V474;TP274.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 数据卫星采集系统9-10
• 1.2 国内外DCS系统研究与应用现状10-13
• 1.3 课题研究的目的和意义13-14
• 1.4 论文主要工作和结构安排14-15
• 第2章 卫星轨道设计基本理论15-24
• 2.1 引言15
• 2.2 地心坐标系与二体问题15-17
• 2.2.1 地心赤道惯性坐标系15-16
• 2.2.2 二体问题16-17
• 2.3 卫星轨道参数17-21
• 2.4 星下点轨迹和地面覆盖21-23
• 2.4.1 星下点轨迹21-22
• 2.4.2 地面覆盖22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 卫星星座设计基本方法24-33
• 3.1 引言24
• 3.2 几种典型的卫星星座设计24-26
• 3.2.1 圆极轨道卫星星座设计24-25
• 3.2.2 倾斜圆轨道卫星星座设计25-26
• 3.2.3 椭圆轨道卫星星座设计26
• 3.3 卫星星座设计基本原理与方法26-30
• 3.3.1 卫星轨道类型的选择27-28
• 3.3.2 卫星高度和周期的选择28-29
• 3.3.3 星座卫星总数N和轨道平面数P29
• 3.3.4 相位关系29-30
• 3.4 软件仿真平台与STK仿真软件简介30-32
• 3.4.1 STK的功能和特点30
• 3.4.2 STK主要模块和星座总体设计框架30-31
• 3.4.3 星座设计方案仿真流程31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 DCS卫星星座设计33-46
• 4.1 引言33
• 4.2 DCS卫星星座设计方案33-44
• 4.2.1 8×1 星座设计方案34-39
• 4.2.2 6×2 星座设计方案39-44
• 4.3 两种DCS星座设计方案的比较44-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 DCS星座星地链路预算及设计46-54
• 5.1 引言46
• 5.2 星地链路基本传输理论46-49
• 5.3 星地链路预算49-50
• 5.4 星地链路设计50-53
• 5.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-60
• 致谢60

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本文编号：822701