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World File Search System星座设计
面向全球和区域直达卫星物联网服务的稀疏卫星星座设计
摘要 — 在本文中，我们介绍并设计了用于直接卫星物联网 (DtS-IoT) 的稀疏星座。DtS-IoT 不需要地面基础设施，因为设备直接连接到充当轨道网关的低地球轨道卫星。稀疏星座的关键思想是通过 (i) 适当确定资源受限的 IoT 服务中存在的传输延迟，以及 (ii) 最佳定位轨道网关，显着减少在轨 DtS-IoT 卫星的数量。首先，我们分析 LoRa/LoRaWAN 和 NB-IoT 标准，并推导出两个连续经过卫星之间最大间隙时间的实际约束。然后，我们引入并优化了一种算法来设计稀疏 IoT 星座的准最优拓扑。最后，我们将我们的设计应用于全球和区域覆盖，并分析延迟、轨道平面数量和卫星总数之间的权衡。结果表明，考虑到 3 小时和 2 小时的间隔，稀疏星座仅需传统密集星座所需卫星数量的 12.5% 和 22.5%，即可提供全球范围的物联网覆盖。此外，我们还表明，对于 LoRa/LoRaWAN 和 NB-IoT，仅需 4 颗卫星和 3 颗卫星即可实现非洲和欧洲的特定区域覆盖。
轨道太阳能反射器的星座设计，以增强陆地太阳能
绕行太阳能反射器（OSR）是平坦，薄且轻巧的反射结构，提议通过在黎明/黄昏和夜间在本地和夜间在本地照亮大型陆地太阳能发电厂，以增强陆地太阳能的产生。将OSR掺入陆生能系统中可能会抵消陆地太阳能的日光限制。然而，由于轨道通行的持续时间短，并且由于较大的倾斜范围而导致反射太阳能的低密度，传递到地球表面的太阳能数量保持较低。为了补偿这些内容，本文提出了一个低地球轨道中多个反射器的星座，以扩大传递的能量量的可扩展性。在终结器区域的1000 km高度的圆形近极轨道在沃克型星座中考虑进行初步分析。从简化的方法开始，首先通过引入相集参数来修改描述反射器分布的Walker星座方程，以确保对太阳能农场的重复传递几何形状。这种方法允许单个地面轨道优化来定义星座，该星座是由单个轨道的遗传算法和两个反射器进行的，其目标函数定义为每天提供的总能量，并将其定义为地球周围现有和假设的太阳能项目。当考虑到许多反射器的全尺寸星座时，在全球陆地太阳能产生的更广泛背景下，传递的太阳能数量是很大的。
供小型用户终端使用的卫星星座设计
摘要 — 用于通信服务的卫星星座正变得越来越重要，Starlink 和 OneWeb 等多家公司都发射了由数百或数千颗卫星组成的星座。本论文研究了如何为直径约为 15 厘米的小型用户终端设计这样的星座。提出了四个星座，其中两个在 8500 公里高度，两个在 1200 公里高度。研究了在轨道平面上系统地放置卫星的方法、链路预算的方面以及国际上的相关法规。结果发现，最有利的星座是中地球轨道星座，最低仰角为 30 ◦。选择这种星座的主要原因是预算有限，无法发射大量卫星。最后，考虑了同时包含地球静止卫星和非地球静止卫星的混合星座的概念。
太阳能排除的有效载荷和星座设计 -
CISLUNAR政权可能被认为是从地球同步地球轨道（Geo）邻里（靠近固定轨道高度）到达地球月亮卢纳（Luna）的Lagrange点的区域，但该政权中的一些关键基因座将比其他地区更为居高。近线性光环轨道（NRHOS）和LUNA本身附近提供了相对稳定性，两个对齐的Lagrange点（L1和L2）也提供了相对的稳定性，L4和L5点提供了长期的轨道稳定性以及相对简单的对太阳能的访问。这些基因座，所有这些基因座都是月球网关站或长期科学安置的可能位置，以及将这些基因座连接的所有过境路线和通信接力站点成功地扩展到人类经济活动到太空中的近期未来的关键兴趣。