卫星运营基本思路-季隽
服务“一带一路”沿线国家的卫星综合智能管控系统设想
服务“一带一路”沿线国家的
卫星综合智能管控系统设想
●文|航天恒星科技有限公司 闫东磊 齐昕浒 陈昕
摘要：本文为了统筹管理和协调使用“一带一路”沿线国家的通信、导航、遥感卫星和地面站资源，提高星地资源的综合使用效能，针对沿线国家不同类型用户复杂多样的卫星使用需求，开展了卫星综合智能管控系统的需求分析、设计与仿真评估，重点研究多类型用户需求智能化辅助分析、多星多任务协同规划与调度、星地一体化的效能评估等关键内容。
提出了“一带一路”智能化卫星综合调度和管控总体架构设想，设计了与通信卫星、气象/海洋/资源卫星、导航卫星、沿线国家卫星的运行流程及接口关系。
通过综合调度沿线国家通导遥卫星，提供覆盖“一带一路”沿线的通信、遥感、导航服务，可以在应急减灾、气象预报、海洋监测等方面提升服务能力，在“一带一路”发展框架下，更好地利用空间资源为沿线国家和地区提供服务。
图 1 “一带一路”通导遥卫星综合智能管控系统总体设计思路
图 2 通导遥卫星综合智能管控系统组成图
图 3 “一带一路”通导遥卫星综合智能管控系统外部接口图
四、 系统仿真与效能评估
效能评估从用户需求满足情况、系统业务运行正常、异常情况、系统运行指标满足情况、星地资源利用情况、产品生产与数据共享等方面进行监管与评价，建立运行评价数据库，编制各类运行评价报告。
需求满足情况评估：统计用户提交的观测需求数量、目标数量、需求完成率、已获取的产品数量等。
卫星效能评估：从卫星需求满足情况、卫星运行正常、异常情况等方面进行监管与评价，建立运行评价数据库，编制各类运行评价报告。
快速响应卫星开放式体系架构设计指南
快速响应卫星开放式体系架构设计指南一、介绍本文将探讨快速响应卫星开放式体系架构的设计指南。
快速响应卫星是一种具有高灵活性和快速部署能力的卫星系统，能够及时应对各类应急事件，并提供准确的全部或部分地球观测数据。
开放式体系架构则提供了一种模块化设计的方法，能够满足不同卫星任务的需求，并促进卫星技术的快速发展。
本文将从架构设计原则、关键技术和示例应用等方面进行深入探讨。
二、架构设计原则在快速响应卫星开放式体系架构的设计中，应遵循以下原则：2.1 模块化设计模块化设计能够将卫星系统划分为多个相互独立的功能模块，便于设计和维护。
每个模块可以根据具体需求进行选择和替换，从而实现个性化定制和快速响应能力。
2.2 开放标准采用开放标准的设计原则可以提高卫星系统的互操作性。
通过遵循公开的标准和接口规范，不同厂商提供的设备和服务可以无缝集成在一起，从而提高系统的稳定性和可扩展性。
2.3 弹性设计卫星系统应具备弹性设计能力，能够适应不同的任务需求和环境变化。
弹性设计包括硬件、软件和数据上的灵活性，能够针对不同任务快速调整和部署，提高系统的可用性和效率。
2.4 安全保障在设计快速响应卫星开放式体系架构时，安全保障是至关重要的一环。
应采取合适的措施来保护卫星和地面系统的安全，预防和应对可能的安全威胁和攻击。
三、关键技术在实现快速响应卫星开放式体系架构时，以下关键技术应得到应用：3.1 云计算和大数据云计算和大数据技术能够为卫星系统提供强大的计算和存储能力。
通过将卫星数据存储在云端，可以实现数据共享和实时处理，提高数据利用率和处理效率。
3.2 软件定义网络采用软件定义网络技术可以实现对卫星通信网络的灵活配置和管理。
通过将网络功能虚拟化，可以快速响应不同任务需求，在保证通信安全和质量的前提下提高网络性能和可靠性。
3.3 人工智能人工智能技术在快速响应卫星开放式体系架构中具有广泛应用。
通过机器学习和深度学习算法，可以实现对卫星数据的自动处理和分析，提高数据的价值和利用效率。
GPS 03 卫星运动基础及GPS卫星星历
3.3 卫星的受摄运动
太阳光压的影响
太阳辐射压力
太阳光压
入射作用力 发射作用力
反照压力（被地球反射的太阳光产生的压力，
为辐射压力的1%，可忽略）
对卫星产生的加速度，约为10-7m/s2量级
3.3 卫星的受摄运动
地球潮汐摄动力
地球固体潮
在日月引力作用下，地球产生的如潮汐般的变形。
海潮 大气潮
a as ae (G( M m) / r 2 ) r 0
0 a (GM / r ) r
2
3-4
X X / r 3 Y Y / r 3 Z Z / r 3
3-6
3.2 卫星的无摄运动
无摄运动：二体问题微分方程的解
100-800 1.0-1.5
3.3 卫星的受摄运动
受摄运动的研究
受摄加速度
无法直接求解； 摄动力或摄动力的分量——轨道参数的变率
da
dt
, de
dt
, di
dt
, d
dt
, dw
dt
, dM
dt
p29
3.3 卫星的受摄运动
描述卫星运动的参数
3.3 卫星的受摄运动
轨道参数
：星历的基准时间 ：半长轴的平方根 a ：偏心率 e ：参考时刻的倾角 i0 ：升交点赤经 0 ：近地点角距 M 0 ：平近点角 ：轨道倾角变化率 I IODE ：星历表数据龄期
如果将地球引力视为1，则其它作用力均小于10-5。 在多种力的作用下，卫星在空间运行的轨迹极其 复杂，难以用简单而精确的数学模型表达。
3.1 概述
卫星所受到的力
作用力 作用力来源 结 果 中心力 假设地球为均质 决定卫星 球体的引力（质 运动的基 量集中在球体的 本规律和 中心） 特征 摄动力 地球非球型对称 卫星偏离 （非中 的作用力、太阳、理想轨道 心力） 月亮和其它天体 引力、大气阻力、 太阳光压、地球 潮汐力等 卫星运动 卫星轨道 无摄运动 理想轨道 （无摄轨 道） 受摄运动 受摄轨道 （偏离量 的大小随 时间变 化）
“十·五”期间我国陆地观测卫星应用发展的主要任务
“ 十一五” 期间， 国家经济建设和社会发展对资源 卫星应用提出了新的要求和需求 ， 加大投入， 应用高技术手段 ， 解
创 了资源 卫星应 用 的新局 面 。
“ 十一五” 期间， 我国进入以科学发展观统领经济社会发展全局的新时期 ， 国民经济和社会发展 “ 十一五” 规划和我
国中长期科技发展规划中，都将卫星应用作为我国航天产业发展的重要内容提出了相应的发展任务 ， 国家发改委也将
继续予以支持和推动。在国家发改委研究制定我国民用航天产业发展战略思路的同时 ， 对我国陆地观测卫星应用发展 的任 务有以下几方面考虑：
一
是统筹规划 ， 合理布局。 在卫星应用的各环节 ， 做到“ 天地协调 、 统一规划 、 合理分工 、 扩大应用” 集中建设国家卫 。
星遥感数据地面系统和数据中心 ， 建立覆盖全国和周边重点地 区的陆地卫星数据接收处理 、 分发服务网络， 加速形成天 地一体化陆地观测卫星遥感应用的基础设施 。 二是标准先行 、 信息共享。制定和推广标准规范， 最大程度地促进和扩大了数据与信息的共享 ， 确保了卫星及其应
决制约经济和社会发展的资源短缺与环境问题 ， 是国家实施可持续发展战略的重要措施 ， 在国家 “ 十一五” 划纲要中 规
明确指出， 我国将建设高分辨率对地观测体系。 与此同时 ， 资源 ０ Ｂ星将于明年发射 ， ２ 环境减灾星将随后陆续发射升空 ， 资源 ０ ／ ４ ３ ０ 星研制工作也已全面展开 ， 资源卫星将走上系列化发展的道路。 为此 ， 航天科技集团公 司将按照国家关于集
卫星定位运营方案
卫星定位运营方案一、引言随着科技的不断发展，卫星定位技术在全球范围内得到了广泛的应用。
卫星定位系统是利用卫星进行信号的发射和接收，在地面上进行位置的精准定位。
卫星定位技术已经成为了人们日常生活和各行业发展中不可或缺的一部分，如交通导航、地理勘测、军事防御等。
本文将围绕卫星定位运营方案展开讨论，主要包括运营模式、技术支持、安全保障和市场前景等方面。
二、运营模式卫星定位运营模式主要包括GNSS卫星发射、地面站建设、用户终端设备和信号数据处理等环节。
具体来说，卫星定位运营主要分为以下几个环节：1. GNSS卫星发射：这是卫星定位运营的核心环节，通过卫星的发射和运行，提供全球范围内的定位信息服务。
在这一环节中，需要投入大量的资金和技术支持，包括研发新卫星、发射维护、信号频率分配等方面。
2. 地面站建设：地面站是接收卫星信号和处理数据的关键环节。
在不同地区建设地面站，可以提高信号覆盖范围和精准度，以满足用户需求。
地面站的建设需要考虑地理位置、气候环境、设备投入和管理维护等因素。
3. 用户终端设备：用户终端设备是将卫星信号转化为实际位置信息的重要环节，包括GPS导航仪、手机APP、车载导航设备等。
用户终端设备的普及和更新换代，可以推动卫星定位技术的不断发展和应用。
4. 信号数据处理：卫星定位的最终目的是提供精准的位置信息和导航服务，信号数据处理是保证定位精度和实用性的关键环节。
通过数据处理算法的不断优化和更新，可以提高卫星定位技术的性能和用户体验。
基于以上环节，卫星定位运营可以采取多种模式，如政府主导的公共服务模式、企业自主运营的商业模式，以及跨学科合作的科研模式等。
在实际运营中，可以根据不同地区和行业的需求，选择适合的运营模式，以提供更加便利和精准的卫星定位服务。
三、技术支持卫星定位技术的实现离不开高科技的支持，包括航天技术、通信技术和地理信息技术等方面。
在卫星定位运营中，技术支持主要包括以下几个方面：1. 卫星发射技术：这是卫星定位的基础环节，需要投入大量资金和人力进行研发和实验。
采用组合优化策略的电子侦察卫星规划方法
采用组合优化策略的电子侦察卫星规划方法在当今信息时代，电子侦察卫星在军事、情报和国家安全等领域发挥着至关重要的作用。
它们能够收集、监测和分析来自地球表面的各种电子信号，为决策者提供关键的情报支持。
然而，要使电子侦察卫星有效地发挥作用，就需要精心规划其任务和轨道参数，这就涉及到采用组合优化策略来实现最佳的规划效果。
电子侦察卫星的工作环境极为复杂。
地球表面的电磁信号来源众多，包括通信信号、雷达信号、导航信号等等。
而且这些信号的频率、强度、时间和空间分布都具有不确定性。
此外，卫星自身的资源也是有限的，例如能源供应、存储空间和数据传输带宽等。
因此，如何在这些限制条件下，最大程度地提高卫星的侦察效能，是一个极具挑战性的问题。
组合优化策略为解决这一问题提供了有力的工具。
简单来说，组合优化就是在给定的一组可能的选择中，找出最优的组合方案。
在电子侦察卫星规划中，这意味着要确定卫星的轨道类型（如低地球轨道、中地球轨道或地球同步轨道）、轨道高度、轨道倾角、卫星的数量以及它们的工作时间和频率范围等。
首先，我们来谈谈轨道类型的选择。
低地球轨道卫星距离地球表面较近，能够提供高分辨率的侦察数据，但覆盖范围相对较小，卫星的寿命也较短。
中地球轨道卫星则在覆盖范围和寿命之间取得了一定的平衡。
地球同步轨道卫星能够持续覆盖特定区域，但分辨率相对较低。
因此，根据侦察任务的需求，选择合适的轨道类型是规划的第一步。
轨道高度和倾角的确定也是至关重要的。
不同的高度和倾角会影响卫星的覆盖范围和重访时间。
如果需要对特定区域进行频繁侦察，那么可能需要选择较低的轨道高度和适当的倾角，以缩短重访时间。
反之，如果要进行大范围的普查，则可能需要更高的轨道高度和更广泛的倾角。
卫星的数量则需要综合考虑任务的复杂性、覆盖范围的要求以及成本等因素。
增加卫星数量可以提高侦察的时效性和覆盖范围，但同时也会带来更高的成本和更复杂的管理难度。
因此，需要在这些因素之间进行权衡，找到一个最优的卫星数量配置。
基于星间链路的卫星导航系统星地业务信息传输规划调度方法研究
摇 摇 收稿日期: 2019鄄04鄄29 作者简介: 宋炜琳(1977—) ,女,博士研究生。 E鄄mail:suppery@ dingtalk. com; 杨道宁(1989—) ,男,讲师,博士。 E鄄mail:yang_daoning@ hotmail. com
1628
兵摇 工摇 学摇 报
第 40 卷
摇 摇 摘要: 星间链路是现代卫星导航系统的主要技术特征之一。 针对星间链路条件下卫星导航系
统业务数据传输规划调度问题,设计了一种规划调度数学模型,并在此基础上提出了启发式规划调
度方法。 基于北斗三号卫星导航系统的场景设置,对该方法进行了仿真验证。 仿真结果表明:启发
式规划调度方法能在北京、新疆和海南 3 个地面站组成的区域监测网条件下成功实现卫星导航系
第 40 卷第 8 期 2 0 1 9年8月
兵工学报 ACTA ARMAMENTARII
Vol. 40 No. 8 Aug. 2019
基于星间链路的卫星导航系统星地业务 信息传输规划调度方法研究
宋炜琳1 , 杨道宁2
(1. 北京航空航天大学 经济管理学院, 北京 10011416)
摇 摇 DOI: 10. 3969 / j. issn. 1000鄄1093. 2019. 08. 010
Research on GNSS Satellite鄄ground Service Information Transmission Scheduling Method Based on Inter鄄satellite Link
统 30 颗卫星的业务数据传输规划调度,调度结果满足卫星导航系统任务需求;各任务周期内平均
需要地面站天线 15郾 375 个,且绝大部分地面站资源利用率超过 70% .
西电夏克文《卫星通信》第一章
04
要解决信号传输时 延带来的影响
02
卫星通信的概念和特 点
03
缺点:
01
02
27s
54s
卫星通信的概念和特点
一．卫星通信的概念 二．静止卫星与运动卫星 三．卫星通信的特点
第 一 章
西 东
1.1 卫星通信的概念和特点
缺点: • 卫星寿命短
（1）部件故障导致的不可修复
（2）推进剂携带量有限
制卫星入轨 推进剂的应用
控
轨道位置保持 姿
姿态保持方法：
1
自旋稳定法 三轴稳定法
2
1.1 卫星通信的概念和特点
需要先进的空间和电子技术
缺点:
01
发信者发出的消息传 到收信者手中需要一 定的时间，这一时间
02
添加标题
卫星通信的概念 和特点
03
添加标题
优点:
机动灵活。
卫星通信的概 念和特点
优点:
通信链路稳定 可靠，传输质
量高。
卫星通信的概 念和特点
优点:
1.1 卫星通信的概念和特点
缺点: • 卫星寿命短
（1）部件故障导致的不可修复
（2）推进剂携带量有限
制卫星入轨 推进剂的应用
控
轨道位置保持 姿
章 亮
引 力 的 影 响：
节 一
自然轨道上的静止卫星 所受到的引力关系： 太阳引力＝1/37地球引 力
月亮引力＝1/6800地球 引力
太
章 阳
、 月
节 亮
引 力
一 的
影 响 ：
从地球 上看， 这种摄 动使 “静止” 卫星的 位置主 要在南 北方向 上缓慢 地漂移。
卫星动态成像对平台稳定度的需求分析
2018年第8期信息通信2018 (总第188 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 188)卫星动态成像对平台稳定度的需求分析段岑薇(北京卫星信息工程研究所，北京100095)摘要:敏捷卫星由于具备快速姿态机动与稳定成像能力，可以在实现高时间分辨率、高空间分辨率以及宽幅宽。
而像移 速度失量是制约高分辨率成像的主要原因，卫星平台的姿态稳定度和姿态指向度都会影响像移，造成像质下降。
针对上 述问题，文章通过建立敏捷卫星在姿态机动过程中成像的像移速度失量模型，定量分析姿态误差对成像I量的影响情 况，对卫星平台的研制提供一定的依据。
关键词:敏捷卫星;动态成像;像质分析;误差分配中图分类号:TP18 文献标识码:A 文章编号：1673-1131(2018)08-0027-03〇引言1敏捷卫星动态成像模式高分辨率光学遥感器件通常采用TDICCD,通过对同一 目标多次曝光使得焦面上总曝光量增加，解决了相机采用小 孔径时，光通量不足的问题，提高图像信噪比[1]。
成像时需要 推扫方向与目标点的像移方向一致，像移速度大小与CCD电荷行转移速度相匹配[1_2],否则MTF将下降，造成图像模糊[1]。
卫星姿态机动过程中，卫星平台所提供的姿态稳定度、姿态 指向精度等指标都会存在一定的误差，误差一旦过大，将导 致成像质量不能满足需求，造成无效成像。
故需要明确姿态 稳定度、姿态指向精度等误差对成像质量定量影响关系，对 卫星平台提出合理的需求。
目前，对于敏捷卫星动态成像时 对卫星平台稳定精度的研究较少，本文可以在一定程度上提 供参考。
本文采用太阳同步轨道，以TDICCD作为光学有效载荷，针对敏捷卫星动态成像模式，建立像移速度模型，分析姿态稳 定度和指向度等参数对成像质量的影响，为卫星平台研制提 供参考。
传统卫星由于平台的姿态稳定度和指向精度不够，为了 保证成像质量，成像时关闭光学有效载荷。
5G时代离不开卫星通信
产业观察 • Industrial Observation０２８《卫星与网络》２０１７年９月移动通信基本上每10年就有新通信标准问世，20世纪的90年代初2G 通信替代了模拟系统，21世纪初开始有了3G 网络，10年后有了4G/LTE 。
更新一代的5G 通信有望在2020年全面商用。
5G 将大幅度改变移动通信体验，其部分目标包括：1）单位面积地域的通信系统容量要扩大1000倍2）对终端传输速率要达1-10Gbps3）无线通信链路的延迟小于1毫秒4）接入的终端数量扩大10-100倍5G 将拓展物联网、无人驾驶汽车、虚拟现实等应用。
基于目前的卫星通信总体现状（如卫星转发器带宽成本高，传输时延大），在5G 时代卫星通信是否能立足，不少人持悲观态度。
其实不然。
5G与之前通信标准的不同先前的通信标准（如3G ）都只围绕单一通信平台，每次新的移动通信标准都只关注提高频谱的利用效率；而5G 不同，5G 不再依赖单一通信平台，推出新空口标准、提高频谱利用效率只是5G 的其中一个方面，更重要的是如何提高全方位的通信服务能力。
在5G 时代，无线通信、有线通信、IP 网络服务等将融合成一个整体，所有平台共同协作，来实现更有效、全方位、更高速、更安全的通信服务。
今天的许多平台已为5G 做好了准备，包括移动无线网、光纤骨干网、地球静止轨道（GEO ）通信卫星和微波通信等。
此外，各种创新应用不断涌现，包括MEO 、LEO 星座、无人机和太阳能飞机，所有这些平台都将成为整个5G 生态平台的一个组成部分。
卫星通信与5G 覆盖面大、部署快、不受地面情况影响，卫星通信一直是特殊地理位置、特殊场合的唯一通信手段。
而“一发多收”的广播功能优势，是地面通信无法替代的。
卫星通信的这些特殊优势，使其在5G 时代还会继续发挥重要作用。
虽然卫星通信也有缺点，例如前文提到的“带宽成本高，传输时延大”，但现代卫星通信技术的发展正在大幅度改善这些缺点：越来越多高通量卫星（HTS ）的出现将大+ 徐平 沈永言 中国卫通集团股份有限公司5G时代离不开卫星通信5G 时代Copyright ©博看网. All Rights Reserved.Industrial Capital • 产业资本０２９Satellite & Network 大降低通信成本，MEO 、LEO 星座的应用也将大大降低卫星通信的时延。