中国空间科学技术

中国空间科学技术 ›› 2017, Vol. 37 ›› Issue (1): 89-96.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2017.0017

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中继卫星支持海量航天器在轨测控技术

 单长胜1, 李于衡1,*, 孙海忠2   

  1. 1北京空间信息中继传输技术研究中心，北京100094
    2中国卫星发射测控系统部，北京100120
  • 收稿日期:2015-07-31 修回日期:2017-01-10 出版日期:2017-02-25 发布日期:2017-01-24
  • 作者简介:单长胜（1969-），男，高级工程师，Shangsheng_2005@sina.com,研究方向为卫星测控和中继卫星应用
  • 基金资助:

    国家863计划（2011AA7100016）

Trackinganddatarelaysatellitesystemforhugenumbersatellitecontrol

 SHAN  Chang-Sheng1, LI  Yu-Heng1,*, SUN  Hai-Zhong2   

  1. 1BeijingSpaceInformationRelayandTransmissionTechnologyCenter，Beijing100094，China
    2ChinaSatelliteLanuch&TrackingControlGeneral，Beijing100120，China
  • Received:2015-07-31 Revised:2017-01-10 Published:2017-02-25 Online:2017-01-24

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摘要： 目前中低轨的卫星在轨测控主要基于地面测控设备，当管理的在轨卫星数量持续增加时，需要不断地建设新的测控站或增加测控设备，同时由于地球遮挡限制，一个地面测控站的测控范围只占一颗卫星运行弧段的很小部分，集中在国内建设的地面测控站无法解决轨道全弧段覆盖难题。地球静止中继卫星系统的高覆盖特性和多址服务能力为近地卫星在轨测控提供了空间和频域的多重复用能力，文章从中继链路性能、多目标服务项目、多目标服务能力、覆盖特性等方面进行了详细分析，结果表明在现有的管理模式下，3颗具有多址能力的中继卫星就能管理中国目前在轨的和今后一段时间发射的所有近地卫星，这将显著降低在轨卫星对地面测控设备的需求。同时，中继多址测控服务模式可以克服现有在轨卫星管理时间域集中和应急能力差的缺陷，为卫星用户提供更多的服务手段，满足不同在轨卫星管理和使用要求，大幅提升在轨卫星的安全性和使用效率。

关键词: 中继卫星, SMA多址技术, 近地卫星, 卫星在轨测控, 前向链路, 返向链路

Abstract: Usually，onorbitsatellitesarecontrolledbythegroundbasedTT&Cstations.Themoreon-orbitsatellitesareon-orbit，themoreTT&Cstationsandequipmentsareneededtobeconstructed.Meanwhile，duetotheEarthsurfacecurve，aTT&Cstationcancoveronlyafewpartofasatellite′sentireorbit.Highcoveragepercentageandmultipleaccesstechnologyenablethetrackinganddatarelaysatellitesystem（TDRSS）greatlyenhancingitspowerinspacedomainandfrequencytocontrolmuchmoreon-orbitlowearthorbitsatellites.Theanalysisonthelinkperformance，multipleserviceitems，multipleservicenumbersandcoveragepercentagemanifeststhataTDRSS，withitsSMAtechnology，cancontrolhugenumbersofon-orbitlowearthorbitsatellites.Threetrackinganddatarelaysatellites（TDRS）uniformlystationedatgeostationaryorbitcancontrolallChinacurrenton-orbitandtobelunchedsatelliteswithoutincreasingtheTT&Cstationsandequipments.ThenthreeSMAservicemodesweredescribed，whicheliminatetheTT&Ccontrolgapscausedbytheearthblackoutandquicklyresponsetoanyemergencyservice.WithTDRS′SMAsupport，asatellitecontrolcenterhasmorechoicetocontrolon-orbitsatelliteswhichimprovesitsmanagementefficiency，useefficiencyandmostimportantlytoimprovetheguaranteeofthesatellitesafety.

Key words: TDRS, SMA, lowearthorbitsatellite, on-orbitsatellitecontrol, forwardlink, returnlink