Войти
Созвездие GPS требует равного распределения 24 спутников между шестью орбитальными плоскостями. Обратите внимание, как количество спутников, находящихся в поле зрения из данной точки на поверхности Земли, в этом примере на 40 ° с.ш., изменяется со временем. A спутниковая группировка - это группа работающих искусственных спутников вместе как система. В отличие от одиночного спутника, группировка может обеспечивать постоянное глобальное или почти глобальное покрытие, так что в любое время повсюду на Земле виден хотя бы один спутник. Спутники обычно размещаются в наборах дополнительных орбитальных плоскостей и подключаются к глобально распределенным наземным станциям. Они также могут использовать межспутниковую связь.
Спутниковые созвездия не следует путать со спутниковыми группами, которые представляют собой группы спутников, движущихся очень близко друг к другу по почти идентичным орбитам (см. спутниковая группировка, летающая ), спутниковые программы (такие как Landsat ), которые представляют собой поколения спутников, запускаемых последовательно, и группы спутников, которые представляют собой группы спутников одного производителя или оператора, которые функционируют независимо друг от друга (не как система).
Яркая вспышка искусственного спутника видна над VLT. Спутниковые группировки, возможно, могут оказать влияние на наземную астрономию. Спутники на низкой околоземной орбите (НОО) часто развертываются в спутниковых группировках, поскольку зона покрытия, обеспечиваемая одним спутником НОО, охватывает только небольшую область, которая движется. когда спутник движется с высокой угловой скоростью , необходимой для поддержания его орбиты. Для обеспечения непрерывного покрытия территории необходимо множество спутников LEO. Это контрастирует с геостационарными спутниками , где один спутник, движущийся с той же угловой скоростью, что и вращение поверхности Земли, обеспечивает постоянное покрытие большой площади.
Примеры спутниковых группировок включают Глобальную систему позиционирования (GPS), Galileo и ГЛОНАСС созвездия для навигации и геодезия, услуги спутниковой телефонной связи Iridium и Globalstar, Disaster Monitoring Constellation и RapidEye для дистанционного зондирования, служба сообщений Orbcomm, российская эллиптическая орбита созвездия Молния и Тундра, крупномасштабные Teledesic, Skybridge и Celestri широкополосные предложения группировки 1990-х годов и более современные системы, такие как O3b или предложение OneWeb.
Для приложений, использующих низкую задержку связи, спутниковые группировки LEO обеспечивают преимущество перед геостационарным спутником, где минимальная теоретическая задержка от земли до спутника составляет около 125 миллисекунд по сравнению с 1– 4 миллисекунды для спутника LEO. Созвездие спутников на НОО также может обеспечить большую пропускную способность системы за счет повторного использования частот во всем ее покрытии, при этом использование частоты точечным лучом аналогично минимальному количеству спутников, необходимых для предоставления услуги, а их орбиты - это область в сам.
Существует большое количество созвездий, которые могут удовлетворить конкретную миссию. Обычно группировки проектируются таким образом, чтобы спутники имели одинаковые орбиты, эксцентриситет и наклон, так что любые возмущения воздействуют на каждый спутник примерно одинаково. Таким образом, геометрия может быть сохранена без чрезмерного удержания на месте, тем самым снижая расход топлива и, следовательно, увеличивая срок службы спутников. Еще одно соображение заключается в том, что фазирование каждого спутника в орбитальной плоскости обеспечивает достаточное разделение, чтобы избежать столкновений или помех на пересечении плоскостей орбиты. Круговые орбиты популярны, потому что тогда спутник находится на постоянной высоте, и для связи требуется сигнал постоянной мощности.
Класс круговой геометрии орбиты, ставший популярным, - это созвездие Дельта-паттерна Уокера. Для его описания есть связанная нотация, предложенная Джоном Уокером. Его обозначение:
где: i - наклон; t - общее количество спутников; p - количество равноотстоящих плоскостей; и f - относительное расстояние между спутниками в соседних плоскостях. Изменение истинной аномалии (в градусах) для эквивалентных спутников в соседних плоскостях равно f * 360 / t.
. Например, система навигации Galileo имеет дельту Ходока 56 °. : Созвездие 24/3/1. Это означает, что есть 24 спутника в 3-х плоскостях с углом наклона 56 градусов, охватывающих 360 градусов вокруг экватора. «1» определяет фазировку между плоскостями и то, как они разнесены. Дельта Уокера также известна как розетка Балларда после аналогичной более ранней работы А.Х. Балларда. Обозначения Балларда: (t, p, m), где m - кратное дробное смещение между плоскостями.
Другой популярный тип созвездия - это приполярная Уокер-звезда, которую использует Иридиум. Здесь спутники находятся на околополярных круговых орбитах под углом примерно 180 градусов, перемещаясь на север с одной стороны Земли и на юг с другой. Активные спутники в полном созвездии Иридиум образуют Уокер-звезду 86,4 °: 66/6/2, то есть фазировка повторяется каждые две плоскости. Уокер использует похожие обозначения для звезд и дельт, что может сбивать с толку.
Эти наборы круговых орбит на постоянной высоте иногда называют орбитальными снарядами.
В 2015 году Фарук Хан, затем президент Samsung Research America опубликовал исследовательский документ, в котором подробно описывается, как можно спроектировать большую группировку широкополосных спутников.
| Имя | Оператор | Спутники и орбиты (новейшая разработка, за исключением запасных частей) | Покрытие | Услуги | Статус | Годы эксплуатации |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Система глобального позиционирования (GPS) | USSF | 24 в 6 плоскостях на расстоянии 20180 км (55 ° MEO) | Глобальная | навигация | Эксплуатация | 1993-настоящее время |
| ГЛОНАСС | Роскосмос | 24 в 3-х плоскостях на высоте 19 130 км (64 ° 8 'MEO) | Глобальный | Навигация | Эксплуатация | 1995-настоящее время |
| Galileo | GSA, ESA | 24 в 3-х плоскостях на 23, 222 км (56 ° MEO) | Global | Navigation | Operational | 2019-настоящее время |
| BeiDou | CNSA | 3 геостационарный на расстоянии 35 786 км (GEO) 3 в 3 плоскостях на 35 786 км (55 ° GSO) 24 в 3 плоскостях на 21 150 км (55 ° MEO) | Глобальная | навигация | Эксплуатация | 2012-настоящее время (Азия) 2018-настоящее время (глобально) |
| NAVIC | ISRO | 3 геостационарной станции на 35 786 км (GEO) Самолеты 4 в 2 на расстоянии 250-24 000 км (29 ° GSO) | Regional | Navigation | Operational | 2018-настоящее время |
| QZSS | JAXA | 1 геостационар на расстоянии 35 786 км (GEO) 3 в 3 плоскостях на 32 600-39 000 (43 ° GSO) | региональный | навигация | эксплуатационный | 2018-настоящее время |
| Имя | Оператор | Constellation Design | Покрытие | Част. | Услуги |
|---|---|---|---|---|---|
| Широкополосная глобальная сеть (BGAN) | Inmarsat | 3 геостационарных спутника | от 82 ° ю.ш. до 82 ° с.ш. | Доступ в Интернет | |
| Global Xpress (GX) | Inmarsat | Геостационарные спутники | Ka-диапазон | Доступ в Интернет | |
| Европейская авиационная сеть (EAN) | Inmarsat | 1 геостационарный спутник | Региональный | S-диапазон | Доступ к авиационному Интернету |
| Globalstar | Globalstar | 48 на 1400 км, 52 ° (8 самолетов) | 70 ° ю.ш. до 70 ° с.ш. | доступ в Интернет, спутниковая телефония | |
| Iridium NEXT | Iridium | 66 на 780 км, 86,4 ° (6 плоскостей) | Глобальный | Интернет доступ, спутниковая телефония | |
| O3b | O3b Networks (SES SA ) | 20 на 8062 км, 0 ° (круговая экваториальная орбита) | от 45 ° ю.ш. до 45 ° с.ш. | Доступ в Интернет | |
| Orbcomm | ORBCOMM | 17 на 750 км, 52 ° (OG2) | от 65 ° ю.ш. до 65 ° с.ш. | «Связь IoT и M2M», AIS | |
| Система оборонной спутниковой связи (DSCS) | 4-я космическая разведка adron | Военная связь | |||
| Wideband Global SATCOM (WGS) | 4-я эскадрилья космических операций | 10 геостационарных спутников | Военная связь | ||
| ViaSat | Viasat, Inc. | 4 геостационарных спутника | Различные | Доступ в Интернет | |
| Eutelsat | Eutelsat | 20 геостационарных спутников | Коммерческий | ||
| Thuraya | Thuraya | 2 геостационарных спутника | EMEA и Азия | Доступ в Интернет, спутниковая телефония |
Некоторые системы были предложены, но так и не реализованы:
| Имя | Оператор | Дизайн группировки | Част. | Услуги | Статус |
|---|---|---|---|---|---|
| Celestri | Motorola | 63 спутника на 1400 км, 48 ° (7 плоскостей) | Ka-диапазон ( 20/30 ГГц) | Глобальные услуги широкополосного Интернета с малой задержкой | Прекращено в мае 1998 г. |
| Teledesic | Teledesic | 840 спутников на расстоянии 700 км, 98,2 ° (21 самолетов) [проект 1994 года] 288 спутников на 1400 км, 98,2 ° (12 самолетов) [проект 1997 года] | Диапазон Ka (20/30 ГГц) | 100 Мбит / с вверх, 720 Мбит / с отключен глобальный доступ в Интернет | Прекращено в октябре 2002 г. |
Предлагаются или разрабатываются другие системы:
| Созвездие | Производитель | Число | Вес | Раскрыть. | Имеется. | Высота | Предложение | Диапазон | Между спутниками. ссылки |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Boeing | Boeing Satellite | 1,396-2,956 | н / д | 2016 | н / д | 1200 км. 745 миль | широкополосный | V (40-75 ГГц) | нет |
| LeoSat | Thales Alenia | 78-108 | 1250 кг. 2755 фунтов | 2015 | 2022 | 1,400 км. 895 миль | с шагом 100 Мбит / с | Ka (26,5 - 40 ГГц) | оптический |
| группировка OneWeb | OneWeb. Airbus JV | 882-1980 | 145 кг. 320 фунтов | 2015 | 2020 | 1,200 км. 745 миль | до 595 Мбит / с с задержкой 32 мс | Ku (12–18 ГГц). Ka (26,5–40 ГГц) | нет |
| Starlink | SpaceX | 4,425-11,943 | 260 кг | 2015 | 2020 | 550–1325 км. 341–823 миль | до 1 Гбит / s с задержкой 20 мс | Ku (12–18 ГГц). Ka (26,5–40 ГГц) | оптический |
| O3b mPOWER. (SES SA ) | Boeing | 7 | 2017 | 2021 | 8000 км. 4,970 миль | 1 Гби т / с для круизного лайнера. от 45 ° ю.ш. до 45 ° с.ш. | Ka (26,5 - 40 ГГц) | нет | |
| Telesat LEO | Airbus SSTL. SS / Loral | 117-512 | Н / Д | 2016 | 2021 | 1000–1248 км. 621–775 миль | оптоволоконный кабельный | Ka (26,5–40 ГГц) | оптический |
| CASIC | 156 | 2017 | 2022 | 160–2000 км. 99–1,243 миль | |||||
| CASC | 320-864 | 2017 | 2023 | 1,100–1175 км. 684 –730 миль | |||||
| Проект Койпер | Амазонка | 3236 | 2019 | 590–630 км. 370–390 миль | 56 ° ю.ш. до 56 ° с.ш. |
 | Викискладе есть материалы, связанные с Спутниковыми созвездиями. |
Инструменты моделирования спутниковых группировок:
Дополнительная информация:
