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World File Search System卫星星座
通过卫星星座优化全局量子通信
摘要 - 在本文中，我们通过卫星星座研究了全局量子通信的优化。我们应对巨大距离的量子密钥分布（QKD）的挑战以及地面光纤网络所带来的局限性。我们的研究重点是卫星星座的配置，以改善地面站之间的QKD和创新轨道力学的应用以减少量子信息传输中的潜伏期。我们在Molniya轨道中使用量子继电器卫星引入了一种新颖的方法，从而提高了通信效率和覆盖范围。使用这些高级轨道的使用使我们能够将卫星的操作存在扩展到目标半球上，从而最大程度地提高量子网络的范围。我们的发现为部署量子卫星和继电器系统提供了一个战略框架，以实现强大而有效的全球量子通信网络。
卫星星座 - 2021 年行业调查与趋势
大型卫星星座正在成为现实。自首批发射以来的两年内，Starlink 已发射了 1600 多艘航天器，Planet 已发射了 450 多艘，OneWeb 已发射了 200 多艘，并且还在不断增加。每个月都会宣布新的星座项目，其中一些是用于新颖的应用。本文的第一部分重点介绍 251 个商业卫星星座的行业调查。介绍了应用、形式因素、状态、制造商、成立年份的统计概况，包括早期项目和已取消的项目。大量商业实体已发射至少一颗演示卫星，但运营星座的跟进速度要慢得多。原因之一可能是资金通常是分阶段筹集的，大多数商业模式的可持续性仍有待证明。本文的后半部分按选定的应用研究了星座，并讨论了过去 5 年中应用、卫星质量、轨道和制造商的趋势。NewSpace 挑战的最早应用是 AIS、地球观测、物联网 (IoT) 和宽带互联网。近年来，大多数应用已由政府或军事卫星及其他机构规划或执行，且已呈现多样化。
大型低地球轨道卫星星座：这次会有所不同吗？
地面设备 传统上，卫星是通过抛物面天线进行访问和跟踪的。这种设备不太适合低地球轨道星座，因为低地球轨道星座中会有多颗卫星同时快速穿过地面接收器的视野。电子扫描孔径 (ESA) 天线，也称为电子可控天线，可以在不进行物理移动的情况下移动波束（并跟踪和访问大量卫星）。ESA 还可以设计为模块化组装，这可以让制造商生产大量用于星座地面站和消费设备的基本部件，从而提高规模经济。地面设备的其他重要进步包括新的预测分析和网络优化技术，这些技术可以更有效地利用可用的地面入口点。
低地球轨道共存：大型卫星星座和网络安全治理
在互联互通的世界中，人们很容易只考虑软件驱动应用程序提供的优势。卫星系统的作战能力不仅依赖于计算机，而且空间数据处理和分发也依赖于网络空间。有效载荷和总线指挥和控制操作都由互连的组件组成。在太空活动中使用计算机和软件使它们快速、高效和更可靠。然而，这种对信息技术网络和系统的依赖在太空行动的每个阶段都存在风险：漏洞可能会在系统内蔓延，并阻止或破坏构成星座的太空资产的运作。太空系统的网络安全只能通过明确的安全要求来设想，作为所有现有利益相关者和所有未来参与者的最低行为标准。太空基础设施由相互连接的元素组成，包括空间段、地面段和用户段。该基础设施的大多数元素都是软件驱动的。首先，太空资产需要访问特定指令才能进行远程控制和检查，有效载荷和航天器子系统收集、处理、存储和
卫星星座 - 2024 年调查、趋势和经济可持续性
作者之前在 2021 年进行的卫星星座调查已获得超过 13,000 次浏览，因此更新是合理的。NewSpace Index 自 2016 年以来一直在跟踪商业星座，是已知的最大公共数据库。截至 2024 年 9 月，共有 411 个条目，自上一份手稿以来增加了 160 个。虽然大多数星座的扩张速度都比宣布的要慢，但新的星座不断涌现。上市和新公司继续启动他们的首次或早期演示任务，在某些情况下，还启动了小批量卫星。SpaceX 和 OneWeb 已经完成了他们的第一代星座。然而，OneWeb 尚未启动全球消费者服务。更多的星座已经破产或处于休眠状态。最大的星座仍然是 SpaceX 的 Starlink、OneWeb、Planet 和 Spire。对于许多星座来说，由于延迟、更具挑战性的融资环境以及新市场增长缓慢，目前尚不清楚何时开始大量发射。尽管如此，2023 年仍有 40 多个卫星星座发射了它们的第一个原型，比前几年有所增加。本文的第一部分将通过当代数据和在数字中添加活动状态来介绍商业卫星星座的最新行业调查。还将涵盖趋势，现在有更多信息，例如有关应用、质量、资金、延迟和制造商的信息。延迟和发射节奏是卫星制造和发射市场预测的重要输入。融资趋势也是如此，许多公司现在需要后期融资。本文的后半部分将根据应用对星座进行研究，这些应用是根据其受欢迎程度和相关性选择的。还将讨论每个应用程序的趋势。此外，将根据上市公司财务状况、筹资额和市场研究，研究和展示许多应用的经济可持续性（如果有信息可用）。据称，Starlink 和 Unseenlabs 已经实现了收支平衡，但对于大多数其他公司来说，盈利能力还很远。卫星星座占卫星总数的大多数；因此，该领域对整个 NewSpace 生态系统都很重要。然而，研究还得出的结论是，由于市场和单位经济方面的挑战，大多数商业星座并没有按照其宣布的规模和时间表进行。关键词：星座、Starlink、卫星星座、巨型星座
LEO卫星星座的日程安排和成本估算分析（会议论文）
在商业卫星服务公司的负责人之后，国防部（DOD）正在开发新的低地轨道（LEO）巨型构造，以提高军事太空系统的弹性和敏捷性。Megaconstellations可以在高空的多个轨道平面中有数百个卫星。在地面上保存了其他补给卫星，随时可以发射以取代由于计划的脱孔，可靠性问题或由于自然或人为原因而导致的损耗而丢失的卫星。国防部计划的目的要求清楚地了解开发，采购和操作基于LEO的巨型构成的地面系统和卫星的成本影响，包括初始发布和补给成本。本文以合理的解释和预测能力描述了强大而简单的参数成本模型，我们开发了使用来自12个LEO政府和商业星座的数据来估算这些大型构造的成本。
基于小型卫星星座的火星自主导航系统的设计和性能
破译火星极地冰盖的起源和演化，有助于我们更好地了解火星的气候系统，并将成为类地行星比较气候学的一大进步。随着科学界对火星高纬度地区探索的兴趣日益浓厚，以及需要尽量减少着陆器和探测车上的资源，这促使人们需要从轨道上获得足够的导航支持。在 ARES4SC 研究的背景下，我们提出了一个基于星座的新概念，该星座可以支持致力于对这些地区进行科学研究的不同类型用户的自主导航。我们研究了两个星座，它们的主要区别在于半长轴和轨道倾角，由 5 颗小型卫星组成（基于 Argotec 正在开发的 SmallSats 设计），专门覆盖火星极地地区。我们专注于卫星间链路 (ISL) 的架构，这是提供星历表和时间同步以广播导航信息的关键元素。我们的概念基于适当配置的相干链路，这种链路能够抑制星载时钟不稳定性的不利影响，并在星座节点之间提供出色的距离率精度。数据质量使两个星座在一个高度自主的系统下都能获得良好的定位性能。事实上，我们表明，通过采用 ISL 通信架构可以大大减少地面支持。通过主航天器（母航天器），星座节点上的时钟可以定期与地面时间 (TT) 同步，主航天器是星座中唯一能够与地球进行无线电通信的元素。我们报告了不同操作场景中的数值模拟结果，并表明可以使用批量顺序滤波器或具有重叠弧的批量滤波器为星座节点获得非常高质量的轨道重建，这些滤波器可以在母航天器上实施，从而实现高度的导航自主性。利用这一概念来评估可实现的定位精度对于评估未来定位系统覆盖红色星球的可行性至关重要。
新太空环境下低地球轨道卫星星座的 LPWAN 技术趋势
NewSpace 代表了一种现代化的太空任务方法，其特点是三个主要元素：太空私有化、卫星小型化和利用太空数据开发创新服务[1]。这一概念不同于传统的政府主导的太空计划，强调 SpaceX 和 Rocket Lab 等私营公司在卫星制造和发射中的作用。商用现货 (COTS) 组件的调整和筛选推动了卫星的小型化，包括立方体、微型和纳米卫星，使其能够在单个发射器中部署并方便进入低地球轨道 (LEO) [2]。低地球轨道卫星运行在距离地球表面 160 至 2000 公里的轨道上 [1]，提供各种服务。其中包括地球观测、互联网连接、科学研究、卫星导航、与 5G 技术的集成以及用于航空和海事目的的跟踪。这些服务是太空私有化和卫星小型化趋势的综合影响的结果 [3]。 NewSpace 催生了卫星物联网 (IoT) 的出现，使通过紧凑而高效的低地球轨道 (LEO) 卫星直接从地面传感器收集数据成为可能 [4]。以前，这种数据收集需要广泛的地面站网络。然而，NewSpace 的进步促进了基于云的服务，这些服务提供了共享地面站网络和用于数据处理的高级计算能力。此外，LEO 星座正在改变物联网连接，特别是在偏远地区，FOSSA Systems、Sateliot 或 Lacuna 等公司处于这一发展的前沿。基于卫星的低功耗广域网 (LPWAN) 的出现标志着物联网领域的重大发展，以与地面提供商具有竞争力的成本为设备提供全球连接，从而有望大幅扩展连接设备 [5]。物联网正在通过实现从传感器到自动驾驶汽车的各种设备之间的连接，使各个行业发生革命性变化，自动化和增强运营
呼吁保护黑暗宁静的天空免受卫星星座有害干扰
低地球轨道 (LEO) 卫星数量的不断增加增强了全球通信和地球观测，支持太空商业是许多政府的首要任务。与此同时，低地球轨道卫星数量的激增对天文观测和研究以及暗夜静谧天空的保护产生了负面影响。这些卫星将阳光反射到光学望远镜上，其无线电发射影响射电天文台，危及我们通过天文学获得重要科学发现的机会。天空外观的变化也影响着我们的文化遗产和环境。地面天文台和低地球轨道上的太空望远镜都受到影响，由于卫星星座的全球性，地球上没有任何地方可以逃脱其影响。受干扰最小的暗夜静谧天空 1 对于开展天文学基础研究以及行星防御、技术开发和高精度地理定位等重要公共服务至关重要。