摘要:大气总水蒸气含量 (TWVC) 会影响气候变化、天气模式和无线电信号传播。全球导航卫星系统 (GNSS) 等最新技术用于测量 TWVC,但精度、时间分辨率或空间覆盖范围均有所降低。本研究证明了使用扩频 (SS) 无线电信号和低地球轨道 (LEO) 卫星上的软件定义无线电 (SDR) 技术预测、绘制和测量 TWVC 的可行性。提出了一种来自小型卫星星座的卫星间链路 (ISL) 通信网络,以实现 TWVC 的三维 (3D) 映射。然而,LEO 卫星的 TWVC 计算包含电离层总电子含量 (TEC) 的贡献。TWVC 和 TEC 贡献是根据信号传播时间延迟和卫星在轨道上的位置确定的。由于 TEC 与 TWVC 不同,依赖于频率,因此已经实施了频率重构算法来区分 TWVC。这项研究的新颖之处在于使用时间戳来推断时间延迟、从星座设置中独特地推导 TWVC、使用算法实时远程调谐频率以及使用 SDR 进行 ISL 演示。这项任务可能有助于大气科学,测量结果可以纳入全球大气数据库,用于气候和天气预报模型。
•具有更大的灵活性,这是任务类别的函数(对V类的最高灵活性),但更依赖承包商的内部流程,对文档的更简化和所需的报告,以ESA给出的知名度较低,责任降低,责任和风险的代价较低,并给予行业
全向卫星间光通信器 (ISOC) 项目的目标是设计一种紧凑、轻便、节能的通信器模块,供太空卫星间使用。该模块将实现连续光通信,同时进行数据传输和接收,数据速率高达 1Gbit/s,适用于相距 200 公里的小型航天器。为了实现这一目标,需要设计一个具有全球面覆盖视场 (FOV) 的数据通信器。拟议的 ISOC 是一个十二面体几何阵列,由芯片级、基于 MEMS 的无万向节扫描镜组成,可提供可调节的光束指向和球面 FOV 覆盖,以便在任意相对位置的多个小型航天器之间进行不间断的数据传输。这种设计消除了已知的指向问题,并将实现多颗卫星之间的数据中继和相对导航控制。
在太空技术进步的推动下,几家公司正在计划卫星星座,以提供宽带互联网服务。尽管这些发展迅速发生,但这些网络的设计也有许多确定性。一个关键的开放问题是,他们是否将卫星之间的直接连通性(而不仅仅是地面 - 卫星连接)结合在一起。我们可以根据该问题的两个结果构成网络行为。我们的分析表明,卫星间的链接大大减少了潜伏期的时间变化,增加了对天气的弹性,并且可以产生3倍以上没有此类链接的吞吐量。因此,这个设计元素是否可以对这些网络的性能,可靠性和经济学有很大的影响。
在太空技术进步的推动下,几家公司正在计划卫星星座,以提供宽带互联网服务。尽管这些发展迅速发生,但这些网络的设计也有许多确定性。一个关键的开放问题是,他们是否将卫星之间的直接连通性(而不仅仅是地面 - 卫星连接)结合在一起。我们可以根据该问题的两个结果构成网络行为。我们的分析表明,卫星间的链接大大减少了潜伏期的时间变化,增加了对天气的弹性,并且可以产生3倍以上没有此类链接的吞吐量。因此,这个设计元素是否可以对这些网络的性能,可靠性和经济学有很大的影响。
本研究探讨了使用激光通信 (lasercom) 卫星间链路获取自主导航的相对位置测量值。激光通信交联链路有可能提供卫星间距离和方位测量值,以便在各种轨道情况下准确导航卫星,包括 GNSS 拒绝、GNSS 受限和深空环境。在低地球轨道 (LEO)、地球静止轨道 (GEO)、高椭圆轨道 (HEO) 和火星轨道星座的示例应用案例中,使用数值模拟将激光通信交联方法与传统定位和导航方法进行比较。在地球轨道上使用激光通信测量会导致 LEO 上的误差为 2 米,GEO 上的误差为 10 米,HEO 上的误差为 50 米,与当前基于 GNSS 的导航误差相当。采用所提导航方法的火星轨道器群定位误差为 10 米,与目前 DSN 导航误差相当(当 DSN 操作可用时),并且优于 DSN 数据间隙期间传播的状态知识。使用卫星间激光通信系统进行轨道测定还可以减少对地面跟踪和导航系统的依赖,从而提高太空任务的自主性。
美国太空发展局 (SDA) 正在就光学卫星间链路 (OISL) 开放标准征求业界反馈,以告知 SDA 对互操作性的需求并为未来的招标提供信息,包括预计于 2020 年春季进行的运输第 0 批招标。背景 国家防御战略 (NDS) 承认太空对美国的生活方式、我们的国家安全和现代战争至关重要。在大国竞争再度升温的时代,保持我们在太空的优势对于赢得这些长期战略竞争至关重要。潜在对手试图通过采用利用我们当前和计划中的国家安全空间系统中真实或感知到的漏洞的策略来破坏这一目标。此外,这些潜在对手正在开发和展示对国家安全的多领域威胁,速度比我们部署响应式太空能力的速度要快得多。为应对这一问题,美国国防部 (DoD) 于 2019 年 3 月 12 日成立了 SDA。SDA 负责定义和监控国防部未来威胁驱动的空间架构,并加速开发和部署新的军事空间能力,以确保我们在国防空间方面的技术和军事优势。为了实现这一使命,SDA 将统一和整合下一代空间能力,以提供国防空间架构 (NDSA),这是一种通过主要在低地球轨道 (LEO) 上的扩散空间架构实现的弹性军事传感和数据传输能力。SDA 不一定会开发和部署 NDSA 的所有能力,而是协调国防部的这些努力,并在提供集成架构的同时填补能力空白。最初,NDSA 由以下各层组成,解决国防部太空愿景中确定的太空关键优先事项:- 传输层,为全球所有作战平台提供有保证、有弹性、低延迟的军事数据和连接;