為了適應(yīng)人類航天技術(shù)的迅猛發(fā)展,各國都在積極完善、建立或籌備各自的跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)這一天基測控系統(tǒng),它以其高覆蓋率、高數(shù)據(jù)率和多目標測控能力在空間技術(shù)發(fā)展中起到了極其重要的作用。我國的中繼衛(wèi)星系統(tǒng)也已立項,并且還專門成立了負責組織此項工作的部門。本文對各國跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行了介紹,討論了中繼衛(wèi)星定軌的相關(guān)理論,在此基礎(chǔ)上,主要對天地基聯(lián)合定軌進行了較深入的研究,并用仿真模擬計算的方法對各種定軌的組合模式進行了精度分析與比較,最后針對我國的具體情況,進行了地基定軌和天地基聯(lián)合定軌的研究,給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果。主要結(jié)論有:1)在本文的可見性條件下,對于單中繼星單低軌星系統(tǒng)的情況,中繼星和低軌星間的通視時段在60%以上。若系統(tǒng)中增加一顆中繼星,則低軌星與中繼星的通視時段在90%以上;若系統(tǒng)中增加一顆低軌星,則中繼星與低軌星的通視時段也在90%以上,這對于數(shù)據(jù)采樣和定軌構(gòu)型都比較有利。2)天地基聯(lián)合定軌三種模式——單中繼星單低軌星系統(tǒng)、雙中繼星單低軌星系統(tǒng)、單中繼星雙低軌星系統(tǒng)——下,定軌后衛(wèi)星的位置精度比初軌提高了兩個量級左右,天地基聯(lián)合定軌對系統(tǒng)內(nèi)低軌星的位置改進明顯優(yōu)... 

【文章來源】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學河南省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

TDRss組成示意圖[‘l廣義說來，TDRSS由空間部分、地面部分和用戶部分組成，典型的跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)

圖2.2a美國第一代TDRS[2]圖2.2b美國第二代ToRS[2]國的第一代TDRS使用兩個4.9m雙網(wǎng)面可傘狀展開S、Ku雙頻段單址天線。星載處理器性能的限制，由犯個螺旋天線接收的20個用戶星同時發(fā)射的反向經(jīng)星上線性相位調(diào)制后，轉(zhuǎn)發(fā)到地面，在地面多址用戶終端中完成偽碼相關(guān)和再解調(diào)出各用戶星的反向數(shù)據(jù)。由美國休斯公司制造的第二代TDRs相比較而言有了很大的進步叫。它利用Hs星平臺，衛(wèi)星質(zhì)量3噸左右，在軌工作壽命長達巧年。星上有兩個高精度萬4.9m直徑S、Ku、Ka三頻段拋物面自跟蹤天線，與用戶星溝通高速數(shù)傳星間鏈地表面有兩組相控陣天線，由犯個貼片單元構(gòu)成S頻段多址反向鏈路接收陣，片單元構(gòu)成S頻段多址前向鏈路發(fā)射陣。在星上完成波束合成、解擴和波束指形成6條數(shù)傳速率高達3Mbit/s的S頻段多址反向鏈路，一條速率為3O0kbi瓏向鏈路(分時服務(wù))。對地面終端站的通信使用緊靠星體的2.4m直徑的Ku頻線。繼衛(wèi)星上的天線(拋物面和相控陣)數(shù)量主要取決于要同時服務(wù)的在軌航天器

圖2.3美國白沙地面終端站地面部分主要是指地面終端站，它是TDRSS的天一地信息的匯集和交換中心，其基成包括對數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星通信的大口徑K頻段天線(數(shù)量與在軌TDRS相等)、射頻收備、調(diào)制解調(diào)設(shè)備、測距測速終端、加密解密設(shè)備、TDRS測控設(shè)備、多址用戶自適面處理設(shè)備、糾錯編解碼設(shè)備、站用時統(tǒng)、測控網(wǎng)通信接口等。地面終端站內(nèi)設(shè)備很天任務(wù)不是很多的國家，調(diào)度天、地基測控網(wǎng)的網(wǎng)操作控制中心(NOCC)，用于TD用戶星軌道計算的動力學中心、控制中心等設(shè)施也建在該終端站內(nèi)。此外，地面終端設(shè)有用于用戶星轉(zhuǎn)發(fā)器聯(lián)試的天線和測試設(shè)備，還可能有用于中繼衛(wèi)星發(fā)射入軌和應(yīng)份的S頻段測控設(shè)備。為提高TDRSS對地面最終用戶的服務(wù)效率、適應(yīng)能力，前、返向數(shù)據(jù)信息基本上地面終端站作處理，該站只負責射頻鏈路的溝通與信息、傳輸。從航天器產(chǎn)生的視頻信空一地鏈路傳輸?shù)浇K端站后，通過射頻解調(diào)、糾錯解碼后，經(jīng)地面通信(含衛(wèi)通鏈路)送往終端用戶。遙測數(shù)據(jù)的分路、探測信息的零級處理和分析處理都由用戶(衛(wèi)星控中心、載人航天中心、有效載荷控制中心、數(shù)據(jù)歸檔和處理中心等)負責。這一過程稱

【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于GPS的中、高軌道航天器定軌研究[J]. 劉海穎,王惠南.  空間科學學報. 2005(04)
[3]地球靜止衛(wèi)星精密測定軌技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 杜蘭,鄭勇,王宏,張云飛.  飛行器測控學報. 2005 (06)
[4]基于偽距和觀測量的地球同步衛(wèi)星動力學定軌研究[J]. 賈小林,焦文海,王剛,吳顯兵,陳金平.  空間科學學報. 2004(02)
[5]跟蹤與數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J]. 馮貴年,于志堅.  中國航天. 2004(01)
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[7]利用“雙星”系統(tǒng)建立初級數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)（TDRSS）的探討[J]. 易潤堂.  電訊技術(shù). 1995(02)
[8]中、低軌道衛(wèi)星精密定軌的最新水平[J]. 張履謙.  遙測遙控. 1994(05)
[9]序貫處理與成批處理在定軌應(yīng)用中的一些問題[J]. 周建華.  測繪學報. 1993(02)

博士論文
[1]GEO衛(wèi)星精密定軌技術(shù)研究[D]. 杜蘭.解放軍信息工程大學 2006

碩士論文
[1]利用非差觀測量確定GPS衛(wèi)星軌道的方法研究[D]. 常志巧.解放軍信息工程大學 2006



本文編號：3297227