熱點區(qū)域覆蓋小衛(wèi)星組網(wǎng)設(shè)計與優(yōu)化研究.pdf

1、面對日益頻發(fā)的區(qū)域性應(yīng)急任務(wù)，利用小衛(wèi)星獲取熱點區(qū)域的空間信息具有迫切的現(xiàn)實需求。但是，單顆衛(wèi)星的覆蓋能力十分有限，而將多顆小衛(wèi)星組網(wǎng)形成星座，是解決區(qū)域覆蓋組網(wǎng)問題的有效途徑。在此背景下，本文對熱點區(qū)域覆蓋小衛(wèi)星組網(wǎng)設(shè)計與優(yōu)化問題開展相關(guān)研究，完成了以下工作：
　　1.衛(wèi)星對地覆蓋特性研究。首先討論了衛(wèi)星對地覆蓋的性能指標(biāo)；然后建立了衛(wèi)星對地覆蓋模型，研究了覆蓋范圍的計算方法和覆蓋目標(biāo)的判斷條件，給出了覆蓋計算流程；最后分析了衛(wèi)

2、星對地覆蓋特性，討論了衛(wèi)星的對地覆蓋范圍和區(qū)域覆蓋能力。
　　2.面向熱點區(qū)域的軌道分析與設(shè)計研究。首先分析了面向熱點區(qū)域覆蓋的軌道設(shè)計任務(wù)，選取了近地圓軌道作為區(qū)域覆蓋任務(wù)的基本軌道類型，并分析了近地軌道主要攝動中的地球非球形攝動；然后采用數(shù)值仿真手段分析了軌道高度、軌道傾角、升交點赤經(jīng)和初始緯度幅角等軌道參數(shù)對衛(wèi)星對地覆蓋性能的影響；最后針對熱點區(qū)域覆蓋的軌道設(shè)計問題，研究了對熱點區(qū)域目標(biāo)提供連續(xù)多圈覆蓋且地面軌跡重復(fù)的軌道設(shè)

3、計方法。
　　3.熱點區(qū)域覆蓋組網(wǎng)設(shè)計與優(yōu)化研究。首先對熱點區(qū)域覆蓋進(jìn)行了任務(wù)分析，提出適合區(qū)域目標(biāo)的組網(wǎng)覆蓋方式是高頻連續(xù)多圈覆蓋；然后根據(jù)區(qū)域覆蓋任務(wù)的特點，選擇了共星下點軌跡星座作為區(qū)域覆蓋的基本星座構(gòu)型，分析了其原理及特性，研究了針對熱點區(qū)域目標(biāo)的衛(wèi)星組網(wǎng)設(shè)計方法和流程，得到了組網(wǎng)方案；最后研究了基于遺傳算法的區(qū)域覆蓋組網(wǎng)優(yōu)化方法，給出了仿真算例。
　　4.基于軌道機(jī)動的區(qū)域覆蓋組網(wǎng)研究。首先提出了基于軌道機(jī)動組網(wǎng)的