分析卫星网络节点的位置和相互运动关系，首先需要确定单颗卫星的轨道参数。卫星轨道参数是描述卫星运行轨道的各种参数。除上述两种轨道外，均称为“倾斜轨道”。在轨运行阶段，卫星在任意时刻其轨道的位置和速度称为卫星星历。图4-4范·艾伦辐射带及典型卫星星座的轨道分布基于以上两点，一般选择的卫星工作轨道高度有3个窗口，即1 000 km上下、10 000 km上下和20 000 km以上。......
2023-07-02
探究GEO轨道卫星系统
【摘要】：GEO轨道卫星在位于赤道上空、高度约35 786 km的圆轨道上运行，并与地球上的某一点保持相对静止。理论上，单颗GEO轨道卫星的覆盖面积可以达到地球总表面积的三分之一，可以形成一个区域性通信系统，此系统可以为其覆盖范围内的任何一点提供服务。若同时利用3颗卫星便可以构成覆盖除地球南、北极区域的卫星通信系统，因此几乎所有大容量的通信卫星系统都优先选择GEO轨道卫星系统。
GEO轨道卫星在位于赤道上空、高度约35 786 km的圆轨道上运行，并与地球上的某一点保持相对静止。理论上，单颗GEO轨道卫星的覆盖面积可以达到地球总表面积的三分之一，可以形成一个区域性通信系统，此系统可以为其覆盖范围内的任何一点提供服务。若同时利用3颗卫星便可以构成覆盖除地球南、北极区域的卫星通信系统，因此几乎所有大容量的通信卫星系统都优先选择GEO轨道卫星系统。
目前，典型的GEO轨道卫星通信系统有：提供全球覆盖的国际海事卫星（INMARSAT）系统，提供区域覆盖的瑟拉亚卫星（Thuraya）系统、亚洲蜂窝卫星（ACeS）系统、北美移动卫星（MSAT）系统（现改名为Sky Terra系统）、TerreStar系统等，提供国内覆盖的澳大利亚的Mobilesat系统和日本N-STAR系统等。
1）INMARSAT系统
1979年，国际海事卫星（INMARSAT）组织宣告正式成立，中国以创始成员国加入该组织。INMARSAT总部设在英国伦敦，主要是负责操作、管理、经营INMARSAT系统的政府间合作机构，现已成为世界上唯一为海、陆、空用户提供全球移动卫星通信和遇险安全通信业务的国际组织。
INMARSAT卫星通信最初只提供海事通信业务，具体包括向用户提供遇险呼叫、紧急安全通信、电话、用户电报、传真、各种数据传输、无线电导航等20余种通信业务。1982年开始提供全球海事卫星通信服务。随着新技术的开发，1985年INMARSAT大会通过业务协定的修正案，决定把航空通信纳入业务之内。1989年又决定把业务从海事通信发展到航空、陆地移动通信领域，并于1990年开始提供全球性卫星航空移动通信业务。为了适应海事通信事业和通信网络发展的需要，国际海事卫星组织于1993年正式改名为国际移动卫星通信组织，1999年改制为股份制公司，全面提供海事、航空、陆地移动卫星通信和信息服务，包括电话、传真、低速数据、高速数据及IP数据等多种业务类型，其应用遍布海上作业、矿物开采、救灾抢险、野外旅游、军事应用等多个领域。
2）ACeS系统
亚洲蜂窝卫星（ACeS）系统是全球第一个将卫星与地面移动通信系统集成的系统。它以印度尼西亚的雅加达为基地，通过蜂窝状点波束覆盖了东南亚22个国家，包括中国、日本、新加坡、泰国、菲律宾、印度尼西亚、马来西亚、印度和巴基斯坦等，它的覆盖面积超过了2 850万km2，覆盖区国家的总人口约为30亿。
ACeS系统的设想起源于1993年，由印度尼西亚的Pasifik Satelit Nusantara公司发起，目标是经济地解决亚洲一些地区对移动及固定业务电话的需求。此后，其系统概念进步扩展。1994年年底，菲律宾长途电话公司加入，成为合作伙伴；1995年初泰国电信公司Jasmine International of Thailand加入，成为第三个合作伙伴，于是在1995年6月正式成立ACeS公司。
该系统的目标是利用GEO轨道卫星为亚洲范围内的国家提供区域性的卫星移动通信业务，包括语音、传真、短消息、数据传输和Internet等服务，并实现与地面公用电话PSTN和移动通信网PLMN的无缝连接，实现全球漫游等业务。
3）MSAT系统
北美移动卫星通信MSAT系统是加拿大经营的第一颗卫星。1983年，加拿大通信部和美国宇航局达成协议，联合开发北美地区的卫星移动业务，由美国移动卫星通信公司和加拿大移动卫星通信公司负责该系统的实施和运营。MSAT系统使用多个高增益点波束天线，覆盖加拿大和美国本土、夏威夷、墨西哥及加勒比群岛。
MSAT主要提供两大类业务：一类是公众通信的无线业务；另一类是面向专用通信的专用通信业务。具体可以分为6种：实现移动的陆上车辆、船舶或飞机同公众电话交换网互联起来的语音通信，实现用户移动终端与基站之间的双向语音调度，移动电话业务和移动无线电业务结合起来的双向数据通信，为了安全或其他目的的语音和数据通信的航空业务，在人口稀少地区在固定的位置上使用可搬移的终端为用户提供电话和双向数据业务等寻呼业务。
4）TerreStar系统
TerreStar系统由位于美国弗吉尼亚州的TerreStar网络公司负责测控和运行，是世界上第一个支持地面网级别手持机的卫星移动通信系统，覆盖范围为美国及其沿海地区，主要为美国和加拿大两国政府机构、公共安保部门、农村社区和商业客户提供语音、数据和视频等移动多媒体通信服务。
Terrestar-1卫星采用多项先进技术：携带了直径为18 m的商用S频段可展开天线、与智能手机进行多媒体通信、双向地基波束成型技术、卫星与地面相互集成融合的解决方案，标志着北美进入了星地集成融合的新时代。这些新技术催生了一批新的卫星移动通信产品和服务。Terrestar系统的地面段组建中采用了全IP和辅助地面组件（ATC）等技术，实现了卫星点波束和地面蜂窝网的融合覆盖。Terrestar系统的点波束动态配置和较强的语音数据传输能力，使得其在美国应急通信和辅助地面蜂窝网通信中发挥了重要作用。
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2023-06-26
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