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低轨卫星的用途和分类

归档日期:07-04       文本归类:低轨道      文章编辑:爱尚语录

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  轨道通信卫星在距地球表面不同高度、但低於地球同步卫星轨道的空间中运行.这时, 由於卫星绕地球旋转的时间快於地球本身的自转, 而且地面站又只能在短距离范围内才能和卫星通信, 因此, 在卫星绕地球一周内通信的时间很短, 卫星形成的覆盖地区在地球表面上很快移动, 当卫星转到地球背后时就法进行通信, 而克服低轨道卫星通信这一缺点的方法是增加在轨道上的卫星数量.目前, 世界各国已经启用或正在研制的低轨道卫星通信系统已有多种, 其中有一种是由美国摩托罗拉公司正在研制的取名为”铱”的全球卫星通信系统.这项宏伟的工程之所以取名为”铱”, 是因为在该系统中计划采用由低轨道上运行的77 颗小型通信卫星组成一个”星系”, 恰如化学元素周期表中第77 号元素”铱”(Iridium—Ir)原子有77 颗电子绕核旋转一样, 由它们提供连续覆盖全球的卫星通信系统.这77 颗小型卫星被分为 7 组, 每组11 颗, 分布在7 条环形极轨道上, 组成环绕地球等间隔的7 个面.卫星环绕地球一周大约100 分钟, 所有卫星都朝同一个方向运转, 越过地球北极飞向南极上空, 从而使整个地球表面都覆盖在内.因此, 无论在地球的任何地点, 任何时间内, 总有一颗卫星是在短距离范围之内, 联合构成空间数字通信网, 可以处理语音与数据等多种信息.遍布天空的”铱”系统通信卫星与陆地”蜂窝”无线移动通信网相互协调配合, 使用户通过所持的便携式无线电话机将信号直接发向最近的卫星, 再经卫星之间的转发, 最后把信号传送到地面电话网中的接收用户, 从而完成在全球范围内的个人通信. ”铱”系统中每颗通信卫星的体积小, 直径约1 米, 宽2 米左右, 重量轻, 在轨重量为320 千克左右.由於卫星运行的轨道低, 距离地球表面只有765 公里左右, 比地球同步卫星的距离近的多, 因此只用小型火箭便可以发射升空, 其造价和发射费用都比同步卫星低的多.

  低轨道卫星移动通信系统的工作原理与前面介绍的”蜂窝”式移动通信的原理相似.尽管每颗卫星所能覆盖的地域比同步卫星小得多, 但比移动通信中基地台所覆盖的面积却大多了.实际上, 一颗低轨道卫星就相当於陆地移动通信系统中的一个”基地台”, 而形成覆盖区域的天线和无线电中继设备都安在卫星上.不同的是, 这个”基地台”不是建立在地面上, 而是被倒挂在天空中.地面站与空间卫星的联系, 以及卫星与卫星间的联系是在”K” 频带上建立的;而卫星与地面移动台如车、船和手持移动电话机的人之间的信息联系则建立在”L”频带之上的.

  ”铱”系统卫星通信计划的实施, 实现了人们在地球上的任何地方, 无论陆地、空中和海洋, 只要拨通一个电话号码便可与远隔千山万水的亲人通话的目的.

  利用低轨道(LEO)卫星实现手持机个人通信的优点在于:一方面卫星的轨道高度低,使得传输延时短。路径损耗小,多个卫星组成的星座可以实现真正的全球覆盖,频率复用更有效;另一方面蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。因此,LEO系统被认为是最新最有前途的卫星移动通信系统。

  低轨道卫星移动通信系统由卫星星座、关口地球站、系统控制中心、网络控制中心和用户单元等组成。低轨道卫星移动系统的基本组成:在若干个轨道平面上布置多颗卫星,由通信链路将多个轨道平面上的卫星联结起来。整个星座如同结构上连成一体的大型平台,在地球表面形成蜂窝状服务小区,服务区内用户至少被一颗卫星覆盖,用户可以随时接入系统。

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