摘要 — 卫星技术的下一阶段以非地球静止轨道 (NGSO) 卫星的新发展为特征,它带来了令人兴奋的新通信能力,可提供非地面连接解决方案并支持来自各个行业的各种数字技术。与传统的地球静止轨道 (GSO) 卫星相比,NGSO 通信系统具有许多关键特性,例如更低的传播延迟、更小的尺寸和更低的信号损耗,这可能使延迟关键型应用能够通过卫星提供。NGSO 有望大幅提高通信速度和能源效率,从而解决 GSO 卫星商业化的主要阻碍因素,以实现更广泛利用。NGSO 系统有望实现的改进促使本文对最先进的 NGSO 研究进行全面调查,重点关注通信前景,包括物理层和无线接入技术以及网络方面以及整体系统功能和架构。除此之外,NGSO 部署仍有许多挑战需要解决,以确保不仅与 GSO 系统无缝集成,而且与地面网络无缝集成。本文还讨论了这些前所未有的挑战,包括在频谱接入和监管问题、卫星星座和架构设计、资源管理问题和用户设备要求方面与 GSO 系统的共存。最后,我们概述了一系列创新研究方向和未来 NGSO 研究的新机遇。索引术语 — 非地球静止 (NGSO) 卫星星座、非地面网络 (NTN)、卫星通信、空间信息网络、太空互联网提供商、航天器。
随着卫星在全球通信中发挥越来越重要的作用,SES 的下一代 O3b mPOWER 通信系统以其当前 O3b 中地球轨道 (MEO) 星座经过验证的商业成功为基础,在航天器、地面系统以及智能软件驱动的网络管理、控制和自动化方面具有突破性的容量、灵活性和创新。与其他非地球静止轨道卫星系统 (NGSO) 不同,即将推出的 O3b mPOWER 系统资金充足,采用经过商业验证的技术,并以经过市场验证的商业案例为基础,消除了客户的业务和运营风险。
幻影回声:五眼 SDA 实验,旨在检查 GEO 会合和近距离操作 Simon George、Andrew Ash 英国国防科学技术实验室 Travis Bessell 澳大利亚国防科学技术组 James Frith 美国空军研究实验室 Lauchie Scott 加拿大国防研发中心 Jovan Skuljan 新西兰国防技术局 Roberto Furfaro、Vishnu Reddy 美国亚利桑那大学 摘要 2020 年 2 月,两艘航天器在地球静止轨道 (GEO) 进行了首次商业卫星服务会合对接,为了解飞行器的动态并使用地面和天基传感器观察此类活动提供了独特的机会。作为更广泛活动的一部分,该活动旨在展示如何将盟军传感器和处理工具集成到基于云的联合处理工作流中,以提高盟军航天器在地球同步轨道的太空安全,在五眼联盟 (FVEYs) 国家国防科学技术 (S&T) 组织开展的受限观察活动中,服务飞行器和客户飞行器均被观察为替代目标。这项名为“PHANTOM ECHOES”的实验活动通过技术合作计划 (TTCP) 下开展的研究活动,汇集了英国、美国、加拿大、澳大利亚和新西兰的能力。本文概述了 PHANTOM ECHOES 活动第一阶段开展的活动;描述 FVEY 的空间领域感知 (SDA) 工具在数据处理网络基础设施中的开发和集成进展,以及任务扩展飞行器-1 (MEV-1) 从发射到 2020 年 2 月 25 日成功与 Intelsat-901 对接的真实世界和模拟观测结果。本文还介绍了 PHANTOM ECHOES 实验的第二阶段,该实验目前正在与任务扩展飞行器-2 (MEV-2) 任务一起进行,FVEY 的 SDA 科技界正在利用该实验来积累经验并探索深空的替代替代目标,这些目标呈现出与保护地球静止轨道盟军航天器相关的任务概况。 1. 简介 地球静止轨道 (GEO) 区域被各种各样的联盟航天器占据,它们为民用和军用目的的通信、监视和导航提供关键服务。虽然地球同步轨道 (GEO) 一直因其独特的轨道几何形状而备受推崇,但地球同步轨道 (GEO) 中常驻空间物体 (RSO) 数量的不断增加对飞行安全和关键高价值资产 (HVA) 的保护产生了相关影响。随着该地区人口密度的增加,有意近距离活动的能力也日趋成熟。此外,推进和自主能力的进步也
• 建议在我们的规则第 25.103 节中对 ISAM 空间站进行定义,并提出一条新规则第 25.126 节,以建立 ISAM 空间站许可框架 • 建议通过我们现有的规则和流程对 ISAM 空间站进行许可,包括允许 ISAM 空间站的运营商选择通过现有的第 25 部分许可程序或我们规则第 25.122 或 25.123 节中针对小型卫星和小型航天器的简化程序进行申请 • 建议将 ISAM 空间站从委员会对非地球静止轨道空间站的处理轮次规则和对地球静止轨道空间站的先到先得流程中豁免,前提是 ISAM 申请人提交证明和叙述性描述,证明其操作将与所申请频段的现有操作兼容,并且不会对未来使用造成实质性限制 • 建议要求 ISAM 申请人提供任何 FCC 相关申请或拨款的 ICFS 文件编号或呼号,或提供任何相关 ITU 备案清单和联合国注册信息未获得美国许可或市场准入的空间站 • 建议要求 ISAM 空间站的运营商(包括进行碎片修复的空间站运营商)遵守委员会现有的轨道碎片减缓规则,并建议逐案审查 ISAM 空间站的轨道碎片减缓计划 • 建议逐案审查 ISAM 运营商的频率使用申请,与我们审查小型卫星和小型航天器频率使用申请的流程一致 • 建议为 ISAM 空间站许可证持有者或市场准入受让人提供一年的宽限期,以满足委员会的里程碑要求,否则提交保证金,这与小型卫星和小型航天器规则一致
CAGR 复合年增长率 C4ISR 指挥、控制、通信、计算机、情报、监视和侦察 EO 地球观测 FMS 车队管理系统 GDP 国内生产总值 GEO 地球静止轨道 GNC 制导、导航和控制 GNSS 全球导航卫星系统 HSE 载人太空探索 ILRS 国际月球研究站 ISRU 原位资源利用 ISS 国际空间站 LEO 低地球轨道 MDS 导弹防御系统 MEO 中地球轨道 OEM 原始设备制造商 PNT 定位、导航和授时 SatCom 卫星通信 SBSP 天基太阳能 SWE 空间气象事件 SSA 空间态势感知 TSR 股东总回报
两种类型的卫星星座为 COSPAS-SARSAT 服务,即低地球轨道搜索和救援 (LEOSAR) 和地球静止轨道搜索和救援 (GEOSAR)。LEOSAR 卫星星座有五颗卫星,轨道周期约为 100 分钟。当 LEOSAR 系统检测到遇险警报时,它会使用多普勒处理技术计算遇险事件的位置,然后在进入地面站视野时转发该数据。四颗 GEOSAR 卫星在相对于地球的轨道上保持静止。在收到任何信标信号后,它们会中继遇险信息。COSPAS-SARSAT 支持三种不同类型的信标系统,即紧急定位发射机 (ELT) [5]、个人定位信标 (PLB) [6] 和紧急位置指示无线电信标 (EPIRB) [7]。
轨道有效载荷转移车辆(OPTV)代表了横跨低地球轨道(LEO),中等地球轨道(MEO)和地静止轨道(GEO)的尖端解决方案。具有高达750 kg的有效载荷能力,使用对称二甲基氢氮嗪(UDMH)和氮四氧化物(N2O4)采用高效的高级推进系统。其创新的对接机制促进了精确的卫星定位,并实现了各种各样的轨道操作,包括有效载荷部署,轨道修改,加油,维护和减少碎屑。通过满足各种轨道要求,OPTV有助于优化卫星星座,在太空探索中促进了具有成本效益和可持续性的实践,同时推进了下一代轨道车辆和技术的发展。
空间态势感知 (SSA),有时也称为空间领域感知 (SDA),可以理解为对特定区域内所有物体的全面了解的总结性术语,而不必与这些物体直接通信。空间交通管理 (STM) 作为一个外推术语,正在应用 SSA 知识来管理该区域以实现可持续利用。这三个术语传统上都适用于近地空间领域,通常从低地球轨道 (LEO) 扩展到超地球静止轨道 (hyper-GEO),感兴趣的物体是轨道运动中的物体,其主要天体动力学项是地球的中心引力势。空间交通管理 (STM) 旨在设计解决方案、方法和协议,以便以一种可持续利用空间的方式管理空间整流罩。因此,SSA 和 SDA 为 STM 提供了知识基础,这些领域紧密交织在一起。