现代小卫星发展现状和关键技术
现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析

现代卫星导航系统技术特点与发展趋势分析一、本文概述随着科技的飞速发展,卫星导航系统已成为现代社会不可或缺的重要组成部分。
它广泛应用于军事、民用、科研等多个领域,为人类的生产、生活提供了极大的便利。
本文旨在深入探讨现代卫星导航系统的技术特点以及未来发展趋势,以期为读者提供全面、深入的技术理解与发展展望。
我们将概述卫星导航系统的基本概念、历史沿革以及现代卫星导航系统的主要构成和功能。
我们将重点分析现代卫星导航系统的技术特点,包括其高精度定位、快速响应、全球覆盖等核心优势,并探讨其在实际应用中的表现。
我们将展望卫星导航系统的未来发展趋势,包括新技术、新应用、新挑战等方面的内容,以期为读者提供一个清晰、全面的技术与发展蓝图。
通过本文的阐述,我们期望能够帮助读者更好地了解现代卫星导航系统的技术特点与发展趋势,为其在实际应用中的使用、研发和创新提供有益的参考和启示。
二、现代卫星导航系统的技术特点现代卫星导航系统以其独特的技术特点,在全球范围内提供了前所未有的定位、导航和授时服务。
这些技术特点主要体现在以下几个方面:高精度定位:现代卫星导航系统如GPS、GLONASS、Galileo和BDS等,通过多颗卫星的协同工作,能够实现全球范围内的高精度定位。
这些系统能够提供米级甚至厘米级的定位精度,满足了军事、民用等多个领域的需求。
全天候工作能力:卫星导航系统不受天气条件的影响,可以在任何时间、任何地点提供连续的导航服务。
这一特点使得卫星导航系统在恶劣环境下,如雨雪、雾霾、夜晚等条件下,依然能够稳定工作。
多功能集成:现代卫星导航系统不仅提供定位服务,还集成了短报文通信、搜救增强服务等多种功能。
例如,GPS和BDS等系统都支持短报文通信功能,用户可以通过卫星信号发送短报文,这在某些特殊情况下具有重要的实用价值。
高可用性:现代卫星导航系统通过多系统融合、多频点接收等技术手段,提高了系统的可用性和可靠性。
即使某一颗卫星出现故障或某一频段受到干扰,系统依然能够正常工作,保证了导航服务的连续性和稳定性。
哈工大现代小卫星专题课课程报告

年季学期研究生课程考核(读书报告、研究报告)考核科目:现代小卫星系统技术专题课学生所在院(系):学生所在学科:学生姓名:学号:学生类别:考核结果阅卷人(共6页)现代小卫星发展现状及其关键技术本文从卫星发展历程出发,介绍了现代小卫星的研究背景、分类以及国内外发展现状,阐述了现代小卫星技术的特点,并对现代小卫星技术的发展趋势进行了一定的展望。
1 研究背景1957年4月10日,苏联发射了人类历史上第一颗小型人造卫星“斯普特尼克号”(Sputnik),这让人类首次意识到人造卫星可以被放入地球轨道。
自此之后,美国和苏联不断提升空间技术,将火箭有效载荷的大小和功率从原先的几十公斤和几十瓦特提高为上千公斤和上千瓦特。
同时,通过规模经济,在设计、制造、测试、检验、发射等多个环节适当降低成本,使得大型远程遥感卫星或大型通信卫星比小型卫星在成本效率上更具有优势。
以通信卫星为例,一个抛物面反射器只要通过一个小型多波束馈源就可以产生几十甚至几百的点波束用以支持密集的频率复用。
此外,空间科技发展过程中开发的大光圈和天线增益系统、接纳宇航员的空间装置以及大型科学仪器如哈勃望远镜等多种技术,都使得卫星大型化成为需要和可能。
因此,在首枚小型人造卫星发射成功之后的几十年中,卫星尤其是商业卫星的发展主流是不断制造和发射更大、更强、更具成本效益的卫星。
然而,随着科学技术和设计思路的革新,上世纪80年代中期,国际社会兴起了小卫星热潮。
这一时期的小卫星被称为现代小卫星,以区别于之前由于受到运载能力和技术水平限制生产的简单小卫星。
与以往的卫星相比,现代小卫星具有若干优势,例如重量轻、体积小、研制周期短(1~2年,甚至几个月)、技术更新快、性能好(功能密度高)、生存能力强(可多颗小卫星组成编队飞行或组成星座)。
近20年来,全世界总共发射了各种各样的现代小卫星约700颗,约占同期航天器发射量的20%。
小卫星不仅在军事领域发挥重要的作用,还在教育等领域被越来越广泛地应用。
卫星通信技术发展现状与未来趋势分析

卫星通信技术发展现状与未来趋势分析在现代社会中,通信技术的发展为人们提供了便捷的连接方式,而卫星通信技术作为其中的重要组成部分,正日益发展壮大。
本文将分析卫星通信技术的发展现状以及未来的趋势。
一、卫星通信技术的发展现状1.1 卫星通信技术的发展历程卫星通信技术源于上世纪中叶,当时人们开始尝试利用卫星来传送信号。
经过多年的发展,1960年代末和1970年代初,人类成功地发射了第一颗通信卫星。
此后,卫星通信技术逐渐成熟,并逐步广泛应用于电视广播、电话通信、互联网等各个领域。
1.2 通信卫星的应用领域目前,通信卫星已广泛应用于许多领域,如广播电视、全球定位系统(GPS)、互联网、军事通信等。
通信卫星可以通过覆盖范围广、信号传输稳定等特点,为各个领域的通信提供了高质量的服务。
1.3 现有卫星通信技术的特点和局限性现有的卫星通信技术主要包括地面站、卫星和用户终端。
其中,地面站负责与卫星的通信链路,卫星负责信号的转发和传输,用户终端负责信号接收和发送。
这种技术结构虽然能够提供覆盖范围广的通信服务,但仍存在一些局限性。
比如,由于天气原因,卫星通信服务可能会受到影响;另外,卫星通信在传输时延等方面也存在一定的限制。
二、卫星通信技术的未来趋势2.1 高密度卫星网络的建设为了解决现有卫星通信技术的局限性,未来的发展趋势将会朝着构建高密度卫星网络的方向发展。
高密度卫星网络是指利用大量小型卫星来构建通信网络,通过空间复用技术和自组织网络技术,实现更高效、稳定的通信服务。
这种网络结构可以提供更高的容量、更低的时延,并能够应对更多的用户需求。
2.2 卫星通信与其他技术的融合随着科技的进步,人们对通信服务的需求不仅仅局限于卫星通信。
未来,卫星通信技术将会与其他技术进行融合,以提供更多样化的通信服务。
例如,卫星通信与5G技术的结合可以实现更高速、低时延的通信服务,卫星通信与物联网技术的结合可以扩展应用场景,提供更全面的物联网连接。
现代小卫星与纳卫星技术发展(1)

第 1 届世界杯赛 期 间也过把 “ 7 球瘾” 俄地 , 面飞行 控制 中心专 门让 一名 工作 人员 守侯 在 电视机 旁观看 比赛 。当空间站飞入地 面无 线 电信 号控 制 区后 , 作 人 员根 据 航 天 员 的 工 要求 , 为他 们播报球场上 的最新 战况 此外, 航 天 员们 也 在工 作之余 上 因特 网浏览世 界
星 为 l 8 颗 , 约 占 5% 微 卫 星 ( 0k 6 l 5: 1Og
根 据 上 述 分 析 , 对 纳 卫 星技 术和 发 展 现
途 径 进行 研 究 , 包括 现 代 小卫 星 新 的分 类 它
以 下 )为 6 9 , 占同期 小 卫 星一 半 以上 。 颗 3 在 这 些 微 卫 星 中 有 相 当 一 部 分 是 纳 卫 星 (1 k 量 级 ) Og ,它 们 约 占 1 3 / ,将 有 / ~1 4
杯信 息。据 悉,空 间站 内的俄航天 员在获悉 俄罗斯 队小组赛 中接连 失利后表 示, 管失 尽 利令 人痛心 ,但 空间站 内的工作始终是 第 1 位 的。
移 动的天 线 为飞行 中的空 间站传 输 电视信 号 。空 间 站 上 的 电视信 号 也 可 通 过 上 述 途 径 到达地 面。在 当时举行 的世 界杯赛 期 间, 地 面工 作人 员可根 据航 天 员 的要 求为他们 播 放足 球赛 事 、 门集锦 和新 闻。但 随着 时间 射 的推移 ,所 有的 “ 郎星”系统卫星都 停止 牛
后 1 0年 ( 0 1 0 0年 ) 2 0 ~2 1 ,根 据 空 间技 术 发 展 和 应 用 需 求 , 家 预 测 全世 界 航 天 器发 专
后 1 0年 比 前 1 0年 ( 9 0 0 0年 总共 发 1 9 ~2 0 射 2 4颗 )纳 卫 星 发 射 量将 增 加 几倍 。 引起
现代小卫星的应用及发展

[ 要 文 章介 绍 了现 代 小卫 星的概念 和特 点 ,阐述 了小卫 星在 非 实时通信 及其在 特殊 环境 下 的应 用 ,以及在 国 内 摘 ] 外 的发展 前景 。
【 关键词 现代小卫星 存储一 ] 转发 非实时 数据传输
卫星技术经过 几十年 的发 展 已经成 功地在社会 、经济 、 军事 、科研等许多领域为人类带来了可观的社会效 益和经济 效益 。在过去 的几 十年中,大容量 、多用途 、长寿命 、高效 率 的 大 型 卫 星 一 直 是 卫 星 发 展 的 主 流 。然 而 ,大 型 卫 星 的研 制周期长 、费用高 、技 术复杂 、风险大 、发射 费用 高,在很 大程度上限制 了它 的应用和发展 。因而, 成本低 、 性能高 、方 便灵活的小卫 星越来越受 到人们 的重视 。进入 2 0世纪 8 0年 代以来 ,在发展大型卫星的同时 ,卫星小型化已成为当今国 际航天器研制领域一个不容忽视的趋势。随着微波与卫星通 信技术的不断发展成熟 ,现代小卫星以其 自身的优 势在通信 各 个 领 域 都有 了广 泛 应 用 和 发 展 。 望不到头 ,远洋船 队或 出海渔船 ,需要时刻保持与 陆地 的联 系 ,否则船 队出现 问题 ,不堪设想 。所 以在船上安装卫 星通 信终端 ,可 以保持与陆地通信联 系 ,甚 至通过接 收卫星遥感 数据确定鱼群的位置 ,来提高生 产效率 。 在勘探和探险 中的通信 ,勘探 队和探 险队如采用卫 星存 储转发通信 ,可 以及时将采集到 的信息传送到 总部 ,并及 时 得到总部的指示。 各种应急通信 系统 ,对 自然灾害 ,如地震 、水 灾 、森林 大火等 , 通过卫 星存储转 发通信 系统可 以立 即架设通信终端 , 建立通信 网络 ,及 时与外界建立 通信联 系 ,取得外来 援助 , 以减 少 损 失 。 提 供 个 性 化 服 务 , 由 于 国家 开放 了数 据 业 务 经 营权 ,国 现 代小 卫星 概述 S 1 现代小卫 星的概念 。实际上小卫星在航天事业的早期 内许多 IP公 司的用户提供因特网及其增 值业 务。例如 ,通 . 就有 了,卫星发展最初就是从简单小卫星起步的。为了区别 过卫星可 以对移动用户 、勘探 队 、探 险队和临时性用户 提供 电子 邮件存储转发业务及其他个性服 务。对一些特 殊用 户感 早期发射的小型卫 星 ,目前 的小型卫星统称为现代小卫 星。 2 现 代小卫星的特点 。目前 ,现代小型卫星技术的发展 兴趣 的地 区提供遥感 图像和数据 ,如对登 山队及探 险队提供 . 特定地 区地面积雪和水文情况等 。 如火如荼 。它具有许 多大卫 星所无法 比拟 的优点。 小卫 星不但在 民用通信 、遥感气象 、地球科学 、空间科 发射方式灵活 ,能够机动发射 ,生存能力强 ,能适应未 来的战术作战的需要 ;体积小 ,重量轻 ,既可 以利用大型卫 学 、行星探测 、技术验证 等领域获得 了广 泛应 用 ,在商业和 星发射火箭 的剩余能力进行搭载发射 ,也可 以一箭多星发射 军事方面 的应用更是成 为各 国致力发展和研究的重点。 4 .小卫星的发展。2 0世纪 8 0年代以来 ,国际上微小卫 或用廉价火箭发射 ,从而大大节约发射费用 ;采用成熟 、先 进 的技术 ,运用科学 的管理手段 ,加之可 以多种 方式发射 , 星 的发展 十分迅速 。 目前世 界上 已有十多个国家涉足小卫星 因此 小卫星 的研制 和发射成本低 ,系统投资少 ;结构简单 、 研制领域 ,美 国、俄 罗斯 、法 国 、英 国和意大利都有 自己的 设计研制开发周期短 、制造要求条件不高 ,可 以采用标准化 小卫 星平 台或 星座 。印度 、韩国 、瑞 典 、丹麦 、巴西 、西班 星体 和模块化设计 ,从而可 以批量生产和存储 ,便于即时发 牙和以色列等许多 小国家也都以研制小卫 星为切入点 ,带动 射和补充 。国外一些航天大 国的现代小卫星 ,从立项研制到 航 天 技 术 的发 展 。 近几年来 风起 云涌的移动双向个 人通信市 场 ,推动着小 发射 ,一般仅需要一两年时 间。技术性能高 ,主要体现在卫 星各分系统本身和有效载荷两方 面。更为重要 的是 ,由小型 卫 星的飞速发展。利用 由小卫星星座构成的通信卫星网实现 卫星组成 的星座 ,使大 型卫 星也甘拜下风 。许多小型卫星 的 个人持机 双向移动通信 ,不仅可以用于话 音通信 ,还可用于 编 队飞行 ,相对于一个大型卫星 。每一颗卫星既能独立完成 传送 数据 、传 真 、图像 和寻呼信息以及定位等 。另外它还具 有手 持机发射功率低 、延迟小 、没有死角等优点 ,市场应用 自己的任务 ,还可 以在太空 中对其进 行改装 。 从上述种种优势不难看 出,小卫 星走俏太空使航天技术 前景 十分 广阔。 我国已经成功发射 的现代小卫星有 ‘ ‘ 试验卫 星一号”“ 纳 发展 的必然 。 上世纪 8 0年代末期 以来 ,国际上出现 了小卫星 、‘ 热潮 ,而且有 愈演愈烈 之势 。它代表 了当今 空间技术发展 的 星一 号” 创 新一 号”等 ,将在光学成像 观测和环境 、资源 、 水 文 、地 理勘 察及气象观测 、科学实验 、交通运输 、环境保 种新趋势 ,受到 了世界各国航 天界的普遍重视 。 3 小卫星应用于通信 。小卫星一般在低轨道使用 ,成本 护 、防汛 抗旱等数 据信 息传递 中发挥重要作用 。 . “ 小 型 卫 星 ”的 试 验 ,目前 也 正在 进行 之 中 。如果 一 切 超 低 ,特别适合稀路 由 ,非实时 、低成 本通 信应 用 ,在众 多通 顺 利的话 ,三年后 ,制造商将会制定可行 的开发计划 。随着 信手段 中具有很强 的竞争力 。 小卫 星在军事方 面的应 用前 景非 常广 阔 ,是 占领空 间制 政府机构 、公司 、大学 、社 区甚至富有 的个人纷纷加入小卫 高点夺取 战争 胜利 的重要 手段 ,主要 应用 在军 事侦察 和监视 星应用的行列 ,未来小卫星必将拥有 无限风光 。 总之 ,小卫星的发展与应用 已引起世界航天界 的广泛重 军事通信与导航 、 军事气象和海洋环境监测 、 空间攻防等方面 农村邮电通信 , 国约有 2 万行政村,目 我 4 前仍有相当数量 视。小卫星 以其成本低 、质量轻 、体积小 、技术先进 研制 将 的行政村无法实现通电话 ,甚至有些边远地 区无法通邮。采用 周 期 短 等 特 点 , 有 更 广 泛 的应 用 前 景 。 小卫星存储转发技术就可 以解决几千万甚至上亿人的通信问题 。 边 防哨所 的通 信 ,我国的边 防线 很长 ,大部分 处在人 烟 参考文献 : [] 炜. 星及其应 用; 学中国人;9 6年 0 1 孙 小卫 科 19 2期 稀少甚至没 有人迹 的山区 ,边 防哨所 与总部通信相 当困难 , 有时会 因为突发事 件 ,造成大的损失 。解 决边 防通信 的最好 [] 来兴. 2林 国外微小卫星在空 间攻防 中的应 用研 究; 装备指挥技 术 办法是在边 防哨所 配备卫星终端设 备 ,采用小卫星存储 转发 学院 学 ̄;0 6年 O 20 6期 通信可 以解决这一 问题 。 [】 3张祥 根 . 小卫 星的 现 状 、 点 及发 展 方 向 ; 快 报 ;0 0 0 期 特 电信 20 年 5 大海 、大江渔船 的通信 ,茫 茫大海看 不到边 ,涛涛江水 作 者 单 位 : 安铁 路职 业技 术 学 院 陕 西 西 安 西
现代小卫星领域的发展现状分析

d o i : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 2 0 9 5—1 2 4 8 . 2 0 1 3 . 0 5 . 0 0 7
Ana l y s i s o f c ur r e nt de v e l o pm e nt s i n t he ie f l d o f mo d e r n s ma l l s a t e l l i t e s
t i v e o f t h e s a t e l l i t e d e s i g n, we a l s o p o i n t o u t s o me c ha l l e ng e s ha t t he t f ut u r e d e v e l op me n t o f he t mo d e m
Ab s t r a c t :No wa d a ys, mo d e m s ma l l s a t e l l i t e s a r e pl a y i n g a v e r y i mp o r t a n t r o l e i n b o t h t h e c i v i l i a n ma rk e t a n d me e t i n g t he ne e d s o f v a r i o u s ma ne u ve r a b l e t a s k s, e s p e c i a l l y f o r t he de v e l o p me n t o f mi l i t a r y a e r o s p a c e . I n t h i s p a pe r, g i v e n he t l a t e s t i n t e r n a t i on l a d e v e l o p me n t s, we ma ke ma ke a g e n e r a l o v e r v i e w a bo u t t he mo d e m s ma ll s a t e l l i t e s . Al s o, we s u mm a r i z e he t c l a s s i f i c a t i o n nd a d e v e l o p me n t o f t h e mo d e m s ma l l s a t e l l i t e s, i n c l u — di ng mo d e l s, a d va n t a ge s a nd di s a d v nt a a g e s, nd a t e c h n i c a l f e a t u r e s o f d i f f e r e n t s t a g e s . I n t h e o v e r a l l p e r s pe c —
现代小卫星在通信领域独领风骚

点
须引 入“ 能 密度” 功 的概 念 。功 能 密 度
量 为 O 1 O g; 卫 星 是 一 种 尺 寸 减 . —1 k 纳
是 指 卫 星 每 千 克 重 量 所 能 提 供 的 功
; 的 早 业
d、 最 低 限 度 的微 卫 星 ,其 功 能 有 赖 到 于 一 种 分 布 式 星座 结 构 来 实现 ,质 量
无 法 比拟 的 优点 :
从 2 0 航 天 界
( ) 射 方 式 灵 活 。它 能够 机动 发 1发 射 、 存 能 力 强 、 适 应 未 来 战 术 作 战 生 能
的 需要 。
亟 对小 着
的 突 出
美 国航 空航 天 公 司在 19 9 3年 对
小 卫 星 、微 卫 星 和 纳 卫 星 做 了 以 下 定
星 是所 有 系 统 和 子 系统 都 全 面 体 现 了 微 型制 造 技 术 , 可 实现 一 种 功 能 , 并 质
行 搭 载 发 射 ,也 可 以 ~ 箭 多 星 发 射 或
用 廉 价 运 载 火 箭 发 射 ,从 而 可 以 大 大 节约发射费用 。
( )研 制 发 射 成 本 低 ,系 统 投 资 3 少 。采 用 成 熟 、 进 的 技 术 , 用 科 学 先 运
刮 目 相 己 以重 仅 9 的不 能 相比 . 必
义 :小 卫 星 是 一 种 可 用 常 规 运 载 器 发
射 的 航 天 器 , 量 为 1 — 0 k 微 卫 质 0 5 0 g;
( 体 积 小 , 量 轻 , 此 既 可 以 2) 重 因 利 用 大型 卫 星发 射 火 箭 的 剩 余 能 力 进
数据确定鱼群的位置 。 高生产效率 。 提 () 勘 探和 探 险 中 的 通 信 。勘 4在
小卫星及中国的小卫星计划

小卫星及中国的小卫星计划谢佩玲①,关泽群①,李德仁②(①武汉大学 遥感信息工程学院,武汉 430079;②测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉 430079)摘要:近年来,小卫星的发展非常迅猛,本文在收集了大量的小卫星资料的基础上,整理出最近几年各国用于遥感的小卫星的发射及应用情况,分析了小卫星的发展趋势,最后介绍了中国的小卫星计划。
关键词:小卫星;分布式卫星;小卫星星座;编队飞行1. 小卫星小卫星因其成本低,开发周期短,技术日益成熟,近十多年来发展越来越快。
在对地观测卫星中,小卫星所占比重越来越大,从1990年-2005年,美国NASA的对地观测项目中,小卫星已经占到发射卫星总数的42%。
世界各国,包括许多第三世界国家都在发展自己的小卫星产业。
通常把重量小于500kg的卫星称为小卫星,小卫星又分为:小型卫星(100kg-500kg)、微型卫星(10kg-100kg)、纳型卫星(1kg-10kg)和皮型卫星(0.1kg-1kg)。
表1列出了各国遥感小卫星的发射及应用情况。
2. 小卫星星座小卫星的发展已经从单颗卫星向分布式卫星方向发展,目前的分布式卫星主要有星座和编队飞行。
每颗卫星运行时只能覆盖地球表面很小的一部分,单颗卫星对同一地区的重访周期,最短也需要几天时间。
多颗小卫星组成星座,协同运行,数据共享,可缩短重访周期,提高卫星的观测频率。
例如:灾害监测星座DMC,由5-8颗微型卫星组成,单颗卫星的重访周期是4天,组成星座后重访周期可缩短到24小时以内,因而能够提供快速反映的服务,以供政府部门和商业上的应用。
DMC联盟由分属:阿尔及利亚、中国、尼日利亚、泰国、土尔其、越南及英国七国的组织机构之间合作组成,由位于Surrey Space Centre (UK)的SSTL(Surrey Satellite Technology Ltd.)领导,联盟的目的是通过DMC合伙人之间的合作,每颗卫星由各国独立拥有和运作,通过极大限度的资源和数据共享,使发展中国家获得实惠。
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现代小卫星发展现状和关键技术
作者:陈国鑫毛海山胡显学乜锐
来源:《科学导报·学术》2017年第01期
摘要:现代小卫星技术是卫星技术发展的方向之一,它以全新的概念冲击着航天领域,引发航天技术的革命。
本文首先介绍了小卫星的概念分类,其次叙述了国内外该领域的发展现状,再次对小卫星关键技术进行了详细阐述,最后在总结中展望了小卫星的发展趋势。
关键词:小卫星;星座组网;卫星通信
[中图分类号]G710
[文献标识码]A
[文章编号]2236-1879(2017)01-0130-02
概述
航天技术发展到今天,已在卫星领域形成两大趋势,一是向大型化方向发展,大容量、多用途、长寿命、高效率的大中型卫星为人类在经济、科研特别是军事领域带来了可观的效益。
但是,研制周期长、费用高、技术复杂、风险大等不利因素严重限制了大中型卫星的应用和发展。
因此,存在着另一种发展趋势,向小型化发展,如美国铱系统、全球星系统等。
通常以重量区分小卫星。
重量在1000千克以下的人造卫星统称为“小卫星”,具体划分见下表:
小卫星与大中型卫星相比具备如下优势:
(1)小型化、轻型化
(2)标准化、模块化
(3)机动、灵活、抗毁
(4)快速应用新技术
小卫星主要用于通信、对地遥感、行星际探测、科学研究和技术试验,作为大型航天器的补充,在军事、国民经济各部门得到广泛应用。
发展现状
美国小卫星发展情况
1998年美国提出纳米卫星计划,发展小于10kg的纳米卫星,用于验证微型总线技术、编队飞行技术以及其他一些应用技术。
2010年美国军事和工业部门官员称,美国正在进行“机载情报、监视与侦察”(AISR)计划,该计划内容是通过部署一颗小卫星来确保飞行在冲突地区边缘或外围的无人机通信。
2013年11月19日美国利用一枚火箭将29颗小卫星送入预定轨道,其中一颗由美国高中生制作完成。
我国小卫星发展情况
早在1995年,中科院就根据国家未来星地通信技术发展需求,提出要自主研制中国首颗重量100公斤以下的低轨道数据通信小卫星及其通信系统。
2003年10月21日,“创新一号”存储转发通信小卫星成功发射入轨,“创新一号”小卫星以存储转发的工作方式,实现全球范围的非实时低轨道双向数据通信。
2012年5月10日15时6分,我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将遥感卫星十四号送入太空。
同时,成功搭载发射了“天拓一号”卫星,“天拓一号”发射成功,标志着中国在微小卫星领域获重要突破。
2013年4月26日,中国航天在酒泉卫星发射中心一箭多星的方式将国际用户三颗小卫星发射成功。
关键技术
推进技术
小卫星推进系统中的关键技术有:
(1)具有高效费比的微型固体燃料发动机;
(2)微型液体燃料推进器;
(3)超低功率微型冷气推进器;
(4)低成本燃料贮箱和燃料馈送系统部件;
(5)液体低功率气体发生器;
(6)用于姿态控制的微型固体燃料发动机。
制导、导航与控制
小卫星对制导、导航与控制敏感器的要求是,重量低于0.2kg~0.25kg,功率低于0.1W,工作电压低于3.3V,分辨率优于0.1。
具体的技术开发工作包括微型反作用飞轮、微型三轴磁力计、电磁体、双轴太阳敏感器和双轴地球敏感器等。
指令与数据处理
这部分涉及的主要技术有:
(1)轻质、低功耗电子器件封装技术;
(2)抗辐射、低功耗处理平台技术;
(3)高性能、低功耗存储技术;
(4)抗辐射、可刷新的现场可编程门阵列技术。
电源系统
小卫星电源系统的微型化趋势是将太阳能电池、蓄电池和功率变换器集成为1个混合模块。
这种模块可以大幅减小卫星的尺寸与重量。
射频天线
小卫星射频天线的发展方向主要有两个:一个是多频段和宽带天线;另一个是采用职能天线。
机械、结构、材料
(1)微电子机械,其系统的研究目标是把目前部件的质量和体积减少到1/50;
(2)多功能结构,微电子机械系统的用途之一是构建多功结构。
而多功能结构技术是将许多单个部件制造成微型化部件,再把它们组装到“灵巧的壳体”内,部件之间的连接线都用电路板的迹线替代。
(3)新型材料,未来m小卫星将采用以复合材料为基础的新型材料。
与铝制材料相比,复合材料可使卫星重量降低1/3,还可提高结构强度和刚性。
星上自主性与智能化控制
采用智能计算机进行星上全面管理,能实现高度自主性。
利用结构自适应神经控制器可随任意变化的情况自主改变算法,通过结构情况的监视和神经控制器的再配置,实现卫星结构的高度自主控制。
由于卫星软件可在飞行过程中不断升级,因此应尽量利用软件来实现硬件的功能,提高卫星的自主能力。
模块化与多功能系统设计
在未来的小卫星设计中,构成卫星的最基本单元不再是分立的元器件、零部件,而是多芯片模块及其组合,并在此基础上将卫星功能系统设计成“功能模块”,通过接口实现功能的隔离和连接,进而构成多功能系统。
总结
小卫星的发展趋势主要有两个方向:一是研制轻型单颗卫星,这类卫星主要为执行特殊化任务而研制;另一个方向是将小卫星组成星座,进行编队飞行,以代替昂贵的单颗大型卫星,该种模式是小卫星应用的主流趋势。