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衛(wèi)星通信導(dǎo)論習(xí)題答案解析(編輯修改稿)

2026-07-17 05:09 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】時(shí) ms (5) 軌道高度35786km的GEO衛(wèi)星: 最大星地距離 km 自由空間傳輸損耗傳輸延時(shí) ms，在最小仰角為10186。時(shí)，求單顆衛(wèi)星的最大覆蓋地心角，覆蓋區(qū)面積和衛(wèi)星天線的半視角。解: 根據(jù)式(620)可以求解最大覆蓋地心角；根據(jù)式(624)可以求解覆蓋區(qū)半徑，再通過球冠面積公式求解覆蓋區(qū)面積；根據(jù)式(621)可以求解衛(wèi)星天線的半視角。最大覆蓋地心角最大覆蓋半徑km 覆蓋區(qū)面積衛(wèi)星天線的半視角某地面觀察點(diǎn)位置為（120186。E，45186。N），衛(wèi)星的瞬時(shí)位置為（105186。E，25186。N），軌道高度為2000km。計(jì)算該時(shí)刻地面觀察點(diǎn)對(duì)衛(wèi)星的仰角。解:由已知條件，可以根據(jù)式(625)求得地面觀察點(diǎn)與衛(wèi)星間所夾地心角，再通過式(622)可以求解仰角。地心角仰角“銥”系統(tǒng)衛(wèi)星的軌道高度為780 km，在最小仰角為10186。時(shí)，試計(jì)算單顆系統(tǒng)衛(wèi)星能夠提供的最長(zhǎng)連續(xù)覆蓋時(shí)間。解: 。最大地心角衛(wèi)星角速度最長(zhǎng)連續(xù)服務(wù)時(shí)間某星座系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道高度為1450km，每個(gè)軌道面上的衛(wèi)星數(shù)量為8顆。在最小仰角為10186。時(shí)，計(jì)算每個(gè)軌道面上8顆衛(wèi)星形成的地面覆蓋帶的寬度。解: 首先根據(jù)式(620)確定單顆衛(wèi)星的最大覆蓋地心角，再根據(jù)式(626)可以直接計(jì)算覆蓋帶寬度。單顆衛(wèi)星最大覆蓋地心角地面覆蓋帶的寬度已知全球星（Globalstar）星座的Delta標(biāo)識(shí)為：48/8/1:1414:52，假設(shè)初始時(shí)刻星座的第一個(gè)軌道面的升交點(diǎn)赤經(jīng)為0186。，面上第一顆衛(wèi)星位于（0186。E, 0186。N），試確定星座各衛(wèi)星的軌道參數(shù)。解: ：相鄰軌道面的升交點(diǎn)經(jīng)度差：360186。/8=45186。；面內(nèi)衛(wèi)星的相位差：360186。/(48/8)=60186。相鄰軌道面相鄰衛(wèi)星的相位差：360186。1/48=再根據(jù)已知的第一顆衛(wèi)星的初始位置，可以得到所有衛(wèi)星的初始軌道參數(shù)如下表。軌道面衛(wèi)星編號(hào)升交點(diǎn)赤經(jīng)初始弧角軌道面衛(wèi)星編號(hào)升交點(diǎn)赤經(jīng)初始弧角1Sat11005Sat5118030Sat12060Sat5218090Sat130120Sat53180150Sat140180Sat54180210Sat150240Sat55180270Sat160300Sat561803302Sat21456Sat61225Sat2245Sat62225Sat2345Sat63225Sat2445Sat64225Sat2545Sat65225Sat2645Sat662253Sat3190157Sat7127045Sat329075Sat72270105Sat3390135Sat73270165Sat3490195Sat74270225Sat3590255Sat75270285Sat3690315Sat762703454Sat411358Sat81315Sat42135Sat82315Sat43135Sat83315Sat44135Sat84315Sat45135Sat85315Sat46135Sat86315 計(jì)算回歸周期為4個(gè)恒星日，回歸周期內(nèi)的軌道圈數(shù)從5到21的準(zhǔn)回歸軌道的高度。解: 根據(jù)準(zhǔn)回歸軌道的軌道周期可以確定相應(yīng)的軌道高度。對(duì)于回歸周期為4個(gè)恒星日的準(zhǔn)回歸軌道，在其回歸周期內(nèi)的軌道圈數(shù)一定不是2的倍數(shù)。因此，從5到21范圍內(nèi)的所有奇數(shù)值都是可以作為軌道圈數(shù)值的。通常，衛(wèi)星在M天內(nèi)繞地球飛行N圈時(shí)，其軌道周期Ts與地球自轉(zhuǎn)周期（即恒星日）Te之間滿足關(guān)系由圓軌道衛(wèi)星的軌道周期與軌道高度之間的關(guān)系可以計(jì)算軌道高度因此，回歸周期為4個(gè)恒星日，回歸周期內(nèi)的軌道圈數(shù)從5到21的準(zhǔn)回歸軌道的高度如下表所示MN軌道高度h (km)452995847226574918178411151034131283941511090417419421 根據(jù)式（635）計(jì)算：軌道面數(shù)量為3，每軌道面衛(wèi)星數(shù)量為8的極軌道星座，在最小用戶仰角10186。，連續(xù)覆蓋南北緯45186。以上區(qū)域時(shí)，衛(wèi)星的最大覆蓋地心角α和軌道高度，以及順行軌道面間的升交點(diǎn)經(jīng)度差?1。解: 式（635）沒有解析解的，因此采用數(shù)值計(jì)算的方法，搜索近似解。式（635）如下所示：在式中，令P=3，S=8，φ=45186。，利用計(jì)算機(jī)程序，將不同的α值帶入到式子中，得到等式兩端誤差最小的最佳α值順行軌道面間的升交點(diǎn)經(jīng)度差?1（注意：由于星座僅在緯度45186。以上區(qū)域連續(xù)覆蓋，因此計(jì)算時(shí)的參考位置是在45186。緯度圈上。而升交點(diǎn)經(jīng)度差是在與緯度圈平行的赤道平面上計(jì)量的，因此需要進(jìn)行換算。）衛(wèi)星軌道高度根據(jù)式（638）計(jì)算：傾角為80186。，軌道面數(shù)量為3，每軌道面衛(wèi)星數(shù)量為5的近極軌道星座，在最小用戶仰角10186。時(shí)，連續(xù)覆蓋全球需要的衛(wèi)星的最大覆蓋地心角α和軌道高度，以及順行軌道面間的升交點(diǎn)經(jīng)度差。解: 式（638）沒有解析解的，因此采用數(shù)值計(jì)算的方法，搜索近似解。式（638）如下所示：在式中，令P=3，S=5，i=80186。，利用計(jì)算機(jī)程序，將不同的α值帶入到式子中，得到等式兩端誤差最小的最佳α值順行軌道面間的升交點(diǎn)經(jīng)度差衛(wèi)星軌道高度給出Delta星座 12/3/1 和 14/7/4 的等價(jià)Rosette星座標(biāo)識(shí)。解: （1）對(duì)于Delta星座的參數(shù)標(biāo)識(shí)法，可知星座12/3/1包括12顆衛(wèi)星，分布在3個(gè)軌道平面上，每個(gè)面上4顆衛(wèi)星，相位因子 F = 1。根據(jù)（644）式有 232。 232。根據(jù)Rosette星座特性，協(xié)因子m的分子部分取值應(yīng)不等于0而且小于星座衛(wèi)星數(shù)量（即），因此可以判定n的可能取值為0、2和3；由于星座每個(gè)軌道面上有4顆衛(wèi)星，因此協(xié)因子m一定以4為分母，即分子不能與分母有公因子，所以，n的取值只能為0和2。最終，協(xié)因子為：綜上，星座的Rosette標(biāo)識(shí)為：（12, 3, (1/4, 7/4)）。（2）對(duì)于Delta星座14/7/4，有

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