《卫星通信导论上课》ppt课件第6章卫星移动通信系统.ppt

卫星星际链路 续13 星际链路性能与初始辐角差的关系 卫星星际链路 续14 星际链路性能与初始辐角差的关系 ? 减小卫星间的初始幅角差虽然可以减小星间距离，但会增加方位角和仰角的动态变化范围，增加指向的变化速度，对星载天线的捕获、锁定和跟踪性能要求提高。 卫星星际链路 续15 不同轨道高度卫星间的星际链路 ? 据图，容易推出卫星的仰角满足关系式 ? 可见：轨道高度较高的卫星将 始终有负的仰角值，而高度较低的 卫星的仰角则可正可负 卫星星际链路 续16 不同轨道高度卫星间的星际链路 ? 在计算出卫星所夹地心角后，可以根据余弦公式计算瞬时星间距离 ? 不同轨道高度卫星间的最大星间地心角αmax和最长的星际链路距离Dsmax 卫星移动通信系统网络结构 卫星移动通信系统的基本网络结构 卫星移动通信系统网络结构 续1 ETSI建议的卫星个人通信网络结构 非静止轨道卫星星座设计 续23 协因子m的特性 ? 协因子m可以是整数也可以是不可约分数； ? 如果m是0到N－1的整数，即意味着S＝1，表示星座中每一个轨道平面上只有一颗卫星； ? 如果协因子m为不可约分数，则一定以S为分母，表示星座中每一个轨道平面上有S颗卫星。 非静止轨道卫星星座设计 续24 最优玫瑰星座的优化准则 ? Ballard优化策略：最坏观察点的 最大地心角最小化准则 ? 任一时刻地球表面上的最坏 观察点是某3颗卫星的星下点所构成 的球面三角形的中心，该点到3颗卫 星星下点的地心角距离相同 ? 为保证星座的全球覆盖，卫星 的最小覆盖地心角αmin必须大于或 等于最坏观察点与卫星间的最大地心角 非静止轨道卫星星座设计 续25 最优玫瑰星座参数 N P m i (o) αmin (o) h (km) T (hour) 5 5 1 43.66 69.15 26992.28 16.90 6 6 4 53.13 66.42 20371.77 12.13 7 7 5 55.69 60.26 12220.51 7.03 8 8 6 61.86 56.52 9388.62 5.49 9 9 7 70.54 54.81 8380.87 4.97 10 10 8 47.93 51.53 6799.09 4.19 11 11 4 53.79 47.62 5344.88 3.52 12 3 1/4, 7/4 50.73 47.90 5440.55 3.56 13 13 5 58.44 43.76 4247.84 3.04 14 7 11/2 53.98 41.96 3814.13 2.85 15 3 1/5, 4/5, 7/5, 13/5 53.51 42.13 3852.39 2.87 非静止轨道卫星星座设计 续26 玫瑰星座与Delta星座的等价性 ? Ballard在其研究结果中指出：玫瑰星座与Walker的Delta星座是等价的 ? 玫瑰星座的协因子m和Delta星座的相位因子F可以相互转换，转换时F 和m之间满足关系 非静止轨道卫星星座设计 续27 例6.4 ICO星座的Delta标识为10/2/0，试写出其等价的玫瑰星座标识。 解：已知轨道面数量P=2，每轨道面卫星数量S=10/2=5，相位因子F=0，有 根据玫瑰星座特性，协因子m的分子部分取值应不等于0并且小于星座卫星数量（即02n10），可以判定n的可能取值为1、2、3和4。 所以，协因子为： ICO星座的玫瑰星座标识为： （10, 2, （2/5, 4/5, 6/5, 8/5）） 非静止轨道卫星星座设计 续28 共地面轨迹星座的特性 ? 包含多个轨道高度和倾角相同轨道面； ? 每轨道面一颗卫星； ? 所有卫星沿不变得地面轨迹运行； ? 适合于实现区域覆盖卫星通信系统。 非静止轨道卫星星座设计 续29 共地面轨迹星座的参数约束关系 ? 由图可见，如果卫星j从当前位置 运行到其升交点λj用去的时间和地球 自转?λ用去的时间相同，则卫星j和 卫星i具有相同的星下点轨迹 ?因此，共地面轨迹星座中相邻轨 道面卫星应满足 非静止轨道卫星星座设计 续30 共地面轨迹星座的参数约束关系 ? 为维持地面轨迹的不变性，共地面轨迹星座通常采用回归或准回归轨道 ? 回归/准回归轨道的周期可通过下式确定。式中，M为回归周期，N为回归周期内卫星绕地球旋转的圈数。 由此可知采用回归/准回归轨道卫星的在轨角速度与地球自转的角速度之间满足关系 非静止轨道卫星星座设计 续31 共地面轨迹星座的参数约束关系 ? 综上可推出：采用回归/准回归轨道的共地面轨迹星座中，相邻轨道面间的升交点经度差?λ和相邻卫星间的相位差?ω满足简单的线性关系： ? 必须