基于STK的LEO通信系统星座仿真分析技术.pdfVIP

基于STK的LEO通信系统星座仿真分析技术--第1页

基于STK的LEO通信系统星座仿真分析技术

摘要低轨道卫星通信系统的星座结构决定了卫星星座对指定区域的覆盖质量，是保

障低轨道卫星通信效果的前提和保障，要对某种特定组织结构的卫星星座覆盖特性进行分

析。本文首先建立了典型低轨卫星通信系统星座仿真模型，然后通过星座仿真模型对其覆盖

特性进行了分析，并给出了分析结果。

关键字低轨卫星通信系统星座仿真覆盖特性

SimulationanalysistechnologyoncharacterisricofLEO

communicationsystem’ConstellationbasedSTK

FUHai-peng,CHAIKe-jun,JIANGFang

Abstract:Thecoveringcharacteroftheappointeddistrictisdecidedbythestructureof

LEO’sconstellation,whichisthepremiseandguaranteeofLEO’scorrespondenceresult,sothe

coveringcharactetofrepresentativestructureshouldbeanalysed.Thistextbuiltupsimulationon

LEO’sconstellation,thenanalysethecoveringcharactetofitandgiveananalyticalresult.

Keywords:LEO;constellation;simualtion;simulationsystem;thecoveringcharactet

1引言

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系统被认为是必威体育精装版最有前途的卫星移动通信系统，美国的铱（Iridium）

系统、全球星（Globalstar）系统等最为典型。

卫星移动通信网络是以卫星星座为基本物理架构，多颗卫星按一定形状分布，通过星际

的通信链路形成覆盖全球的天基通信网络，具有一定的覆盖性能。星座系统具有较强的抗毁

性、抗干扰性和冗余能力，在个别卫星部分功能失效或个别卫星被破坏的情况下仍能降级使

用。星座覆盖性能是卫星通信系统的重要特征，通过对星座覆盖特性的分析将帮助我们了解

系统网络组成，链路传播特性，抗干扰性能等。

STK卫星是美国AnalyticalGraphics公司开发工具包软件，是航天工业领先的商品化分析

软件。STK可以快速方便地分析复杂的陆、海、空、天任务，并提供易于理解的图表和文本

形式的分析结果，确定最佳解决方案。它支持航天任务周期的全过程，包括政策、概念、需

求、设计、制造、测试、发射、运行和应用。

本文将采用STK卫星仿真软件工具，通过对铱星系统星座和全球星系统星座轨道设计理

论参数进行分析讨论，以标准轨道根数建立典型低轨卫星通信系统星座仿真模型，进而讨论

分析典型星座覆盖特性。

2典型低轨卫星通信系统卫星星座的轨道根数

2.1经典轨道参数

卫星轨道参数是用来描述在太空中卫星运行的位置、形状和取向的各种参数。在

基于STK的LEO通信系统星座仿真分析技术--第1页

基于STK的LEO通信系统星座仿真分析技术--第2页

惯性坐标系中描述卫星运动的