[发明专利]星载全空域载荷的卫星布局方法及系统

说明书

本发明提供了一种星载全空域载荷的卫星布局方法及系统，包括：步骤1：根据卫星平台和有效载荷的配置，分析卫星构型特点；步骤2：根据卫星构型特点，对全空域载荷进行约束；步骤3：根据约束后的全空域载荷构建符合预设的载荷构型；步骤4：基于现有的卫星平台和有效载荷的配置，根据预设的载荷构型，进行全空域载荷的卫星布局。本发明解决了各种不同类型卫星平台上的不同频段、体制和用途的全空域载荷的布局问题，通用性和实用性较强，可为卫星总体和相关载荷构型的设计提供支撑。

技术领域

本发明涉及卫星总体设计技术领域，具体地，涉及一种星载全空域载荷的卫星布局方法及系统。

背景技术

随着卫星技术高速发展，卫星组网和编队任务频繁，对星间通信提出了更高的要求，特别是星间通信的全向性和实时性。为了满足用于复杂构型的多星星簇编队的星间通信需要，针对降低星上资源开销、多星常态化建链、自适应跟踪及重新建链需求，开展与之相关的复杂构型下全域星间微波通信成为趋势。通常情况下，该类卫星会搭载用于全空域通信的载荷(简称“全空域载荷”)，受限于卫星构型、载荷配置、轨道条件等约束，如何依据卫星现有构型，设计出满足约束的全空域载荷构型，并进行星上布局，成为亟需解决的问题之一。

专利文献CN208209953U(申请号：201820572514.8)公开了一种通过星上布局激光通信终端阵列，但仅能实现对地方向的某一角度范围的激光通信，无法实现在轨空间全空域覆盖的通信需求。而本发明提供的方法，有效地解决了针对全空域载荷的卫星布局设计的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种星载全空域载荷的卫星布局方法及系统。

根据本发明提供的星载全空域载荷的卫星布局方法，包括：

步骤1：根据卫星平台和有效载荷的配置，分析卫星构型特点；

步骤2：根据卫星构型特点，对全空域载荷进行约束；

步骤3：根据约束后的全空域载荷构建符合预设的载荷构型；

步骤4：基于现有的卫星平台和有效载荷的配置，根据预设的载荷构型，进行全空域载荷的卫星布局。

优选的，所述步骤2包括：结合运载火箭整流罩包络，分析卫星现有构型与整流罩的安全距离余量；

根据安全距离余量，对全空域载荷进行约束，包括载荷体制、载荷包络尺寸、质量和数量；

所述载荷体制包括机械扫描和相控阵。

优选的，所述机械扫描包括一维扫描和二维扫描，所述相控阵包括多个面阵天线的组合；

若载荷体制为机械扫描，则载荷收拢状态下装星满足整流罩包络，载荷展开状态机动范围内与星上其他载荷视场兼容；

若载荷体制为相控阵，则分析载荷天线数量配置和每个天线面阵的组合。

优选的，所述步骤4包括：根据预设的载荷构型和卫星构型布局的基本原则，进行载荷的全空域360°捕获通信仿真分析，将全空域载荷布局在卫星各个外侧面,以卫星为中心进行全空域360°无遮挡的通信。

优选的，所述全空域载荷为多个载荷头部的组合实现卫星全空域的通信，包括以下形式：2台二维机械扫描式载荷头部组合或2台3个面阵相控阵天线的组合或3台2个面阵相控阵天线的组合。

根据本发明提供的星载全空域载荷的卫星布局系统，包括：

模块M1：根据卫星平台和有效载荷的配置，分析卫星构型特点；

模块M2：根据卫星构型特点，对全空域载荷进行约束；

模块M3：根据约束后的全空域载荷构建符合预设的载荷构型；