摘要:本研究使用神经网络探索退役地球静止卫星复杂的纵向进程。目标是建模和预测卫星在时间维度上的纵向动态。历史卫星经度数据经过彻底的预处理,以训练所有六颗退役卫星的单输入和三输入配置的时间序列神经网络,从而获得全面的纵向行为洞察。结果显示出令人印象深刻的结果:预测和测量经度之间的平均均方误差 (MSE) 为 1.55x10 -3 ,回归接近 1。这种收敛意味着所采用的神经网络方法与复杂的问题领域之间存在很强的一致性。这些结果强调了所选神经网络方法在解决退役地球静止卫星轨迹建模所带来的挑战方面的适用性和有效性。这项研究的影响涵盖了各个领域。深入了解长期轨道变化有助于理解卫星行为,增强轨迹预测和卫星管理和空间技术进步的决策。此外,该研究还强调了准确预测卫星退役后行为的重要性。这有助于更好地规划任务、优化资源,并制定更有效的空间垃圾处理策略。关键词:退役卫星、地球静止轨道、神经网络、纵向演化、轨道动力学。
GNC 测试设施的 Joris Belhadj 补充道:“实验室的模型卫星(称为 BlackGEO)的制造包含了地球静止卫星地形的典型元素,并采用了包括多层绝缘和太阳能电池在内的典型卫星表面材料,以增强其光学代表性。这颗卫星也是由 Blackswan 根据 ESA 合同生产的,我们实验室的任何客户现在都可以使用它。”
本报告评估了位于低地球轨道的非地球静止卫星随机和受控(有针对性)再入大气层时产生的碎片对地面人员和飞机上人员的风险,以及将这些卫星送入轨道的运载火箭。联邦航空管理局将其审查范围限制在低地球轨道卫星星座的再入大气层,因为目前对发射到中地球轨道 (MEO) 及以上轨道的卫星的处置做法不包括再入大气层。此外,虽然所有非地球静止卫星的发射和处置都存在碎片风险(来自卫星和任何运载火箭部件),但出于本报告中讨论的原因,大型卫星星座的发射和处置,而不是单个卫星,对地面人员和飞机上人员构成最大风险。由于大型星座是“非地球静止卫星数量呈指数增长”的原因,本报告重点关注与低地球轨道大型卫星星座碎片再入相关的碎片风险。报告的估算基于这样的假设:截至2021年3月向美国联邦通信委员会(FCC)提交的申请中提出的12个大型卫星星座将于2035年全面建成并在轨道上运行,并将根据卫星的设计寿命脱离轨道进行处置。
将介绍新卫星可视化和数据融合产品在以下方面的应用:1)金枪鱼、鲭鱼、鱿鱼和马林鱼的渔业研究;2)捕鱼(商业和休闲)和船舶航线的运营预报;3)深水地平线漏油事件(2010 年 4 月至 8 月)期间墨西哥湾的石油 - 分散剂 - 水混合物的测绘。这将包括回顾极地轨道(例如 NOAA 系列、MetOpA、Terra、Aqua、Envisat、Jason、Topex、ERS-2 等)和地球静止卫星(例如 GOES)的光谱、空间、时间分辨率和地理覆盖范围的优势和局限性,以及它们在环境监测和渔业研究中的效用,以及渔业(运营和管理)、海上运输和安全(即搜索和救援)和漏油响应方面的决策。
•VHF,MF和HF海上频带中的地面通信,包括数字选择性呼叫(DSC)功能,RadioteLephony(RT)和MF/HF窄带直接印刷(NBDP); •使用地静止和非地静止卫星使用卫星通信系统; •搜索406 MHz的卫星服务(COSPAS-SARSAT 406 MHz紧急位置指示无线电信标(EPIRBS)); •海上安全信息(MSI)通过NAVTEX系统(518 kHz国际,490 kHz和4 209.5 kHz国家),MF/HF NBDP,SATCOM增强组呼叫服务(EGC); •定位(雷达搜索和救援应答器(9 200-9 500 MHz SART),VHF自动识别系统发射机(AIS-SART))。
如今的卫星体积更小、性能更强,而且配备了最新技术。与传统的大型地球静止卫星相比,它们的建造和发射速度更快、成本效益更高,而且它们的大规模生产能力使企业、学生和研究人员比以往任何时候都更容易获得它们。小型卫星市场持续增长,据估计,未来几年将有大约 5,000 颗小型航天器等待进入轨道。随着 Rocket Lab 及其 Electron 火箭频繁提供进入近地轨道及更远轨道的服务,小型卫星运营商不再需要像搭乘大型火箭的拼车客户一样长时间等待。Rocket Lab 的发射频率有助于消除小型卫星公司建造航天器的速度与发射机会之间的不匹配。
区域系统 WAAS 是美国运输部和联邦航空管理局合作的成果,是支持 GPS 系统的联邦无线电导航计划的一部分 [Czaplewski & Goward, 2016]。它于 1994 年在北美推出,使飞机能够在起飞和降落期间使用高精度卫星导航(相当于仪表着陆系统 ILS 的 I 类)。直到 WAAS 推出,GPS 才开始用于航空。电离层延迟、时钟漂移和卫星轨道偏差导致 GPS 不够精确,无法满足精确飞机起飞和降落的要求。目前,WAAS 星座由四颗地球静止卫星组成,并向 GPS 接收器发送校正信息,将 GPS 提供的水平位置精度提高到 2-3 米。