搜索

[14082] 2019-05-08_卫星安全研究有关的基础知识

文档创建者：s7ckTeam
浏览次数：5
最后更新：2025-01-18
2019-05-08_卫星安全研究有关的基础知识 卫 星 安 全 研 究 有 关 的 基 础 知 识 O p e n A T S   F r e e B u f   2 0 1 9 - 0 5 - 0 8 卫 星 黑 客 很 多 人 感 觉 很 酷 ， 电 视 的 媒 体 会 报 道 一 些 有 关 火 箭 、 卫 星 方 面 的 东 西 ， 在 我 们 的 印 象 中 ， 卫 星 属 于 人 卫 星 黑 客 很 多 人 感 觉 很 酷 ， 电 视 的 媒 体 会 报 道 一 些 有 关 火 箭 、 卫 星 方 面 的 东 西 ， 在 我 们 的 印 象 中 ， 卫 星 属 于 人 类 的 高 科 技 。 那 么 从 黑 客 角 度 出 发 ， 入 侵 卫 星 就 成 了 很 多 人 梦 寐 以 求 甚 至 仰 望 、 崇 拜 的 地 位 ， 这 个 是 情 有 可 类 的 高 科 技 。 那 么 从 黑 客 角 度 出 发 ， 入 侵 卫 星 就 成 了 很 多 人 梦 寐 以 求 甚 至 仰 望 、 崇 拜 的 地 位 ， 这 个 是 情 有 可 原 。 但 卫 星 安 全 问 题 真 的 不 像 有 的 人 吹 嘘 的 那 么 容 易 ， 目 前 国 内 这 个 领 域 还 算 是 空 白 。 之 前 我 有 发 布 过 跟 卫 星 原 。 但 卫 星 安 全 问 题 真 的 不 像 有 的 人 吹 嘘 的 那 么 容 易 ， 目 前 国 内 这 个 领 域 还 算 是 空 白 。 之 前 我 有 发 布 过 跟 卫 星 安 全 有 关 的 文 章 ， 但 真 正 能 看 懂 ， 能 学 到 东 西 的 人 少 之 又 少 ， 而 评 论 区 更 是 尴 尬 ， 似 乎 人 们 都 把 重 心 偏 向 了 那 安 全 有 关 的 文 章 ， 但 真 正 能 看 懂 ， 能 学 到 东 西 的 人 少 之 又 少 ， 而 评 论 区 更 是 尴 尬 ， 似 乎 人 们 都 把 重 心 偏 向 了 那 些 虚 伪 的 东 西 。 其 实 跟 卫 星 相 关 的 知 识 多 并 且 复 杂 ， 需 要 很 多 方 面 都 要 涉 及 。 些 虚 伪 的 东 西 。 其 实 跟 卫 星 相 关 的 知 识 多 并 且 复 杂 ， 需 要 很 多 方 面 都 要 涉 及 。 前 文 回 顾 ： 前 文 回 顾 ： 探 究 卫 星 有 关 的 安 全 问 题 今 天 这 篇 文 章 ， 我 来 给 大 家 普 及 一 下 卫 星 有 关 的 基 础 知 识 。 因 为 你 想 了 解 这 个 领 域 有 关 的 东 西 ， 基 础 知 识 是 必 不 可 少 的 。 大 部 分 人 感 觉 ， 黑 掉 卫 星 仅 仅 靠 自 己 的 技 术 足 够 厉 害 ， 通 过 网 络 就 可 以 搞 定 ， 实 际 上 远 非 如 此 。 然 而 卫 星 有 关 的 技 术 非 常 多 ， 我 不 能 在 一 篇 文 章 里 把 所 有 的 技 术 都 给 讲 全 ， 只 是 简 单 介 绍 一 下 基 础 ， 我 尽 量 不 放 数 学 公 式 ， 希 望 大 家 都 能 看 得 懂 。 可 能 都 知 道 卫 星 很 贵 ， 但 很 多 人 都 没 有 真 正 了 解 到 一 颗 卫 星 有 多 贵 。 卫 星 项 目 从 立 项 后 ， 就 开 始 了 昂 贵 的 过 程 。 研 发 需 要 许 多 专 业 的 技 术 专 家 来 组 成 ， 进 行 系 统 的 架 构 设 计 、 论 证 等 工 作 。 技 术 完 成 了 论 证 就 需 要 购 买 昂 贵 的 硬 件 ， 这 个 方 面 是 真 的 昂 贵 ， 可 能 搞 硬 件 的 应 该 了 解 ， 包 括 F P G A 等 相 关 的 芯 片 是 很 重 要 的 ， 而 卫 星 由 于 在 地 球 的 大 气 层 外 ， 无 法 受 到 大 气 层 的 保 护 ， 卫 星 的 温 差 非 常 大 ， 面 向 阳 光 的 一 面 能 达 到 1 0 0 多 摄 氏 度 ， 而 背 向 阳 光 的 一 面 又 可 达 零 下 1 0 0 多 摄 氏 度 ， 温 差 可 达 2 0 0 多 度 。 还 有 来 自 外 太 空 的 电 磁 辐 射 等 许 多 因 素 ， 导 致 了 很 多 普 通 的 电 子 原 件 是 无 法 在 卫 星 上 正 常 工 作 的 。 电 子 元 器 件 需 要 采 用 宇 航 级 ， 也 是 使 用 环 境 最 苛 刻 的 器 件 。 而 卫 星 整 体 架 构 需 要 对 内 部 的 元 器 件 进 行 保 护 ， 提 供 舒 适 的 温 度 环 境 才 能 正 常 工 作 。 所 以 就 需 要 设 计 一 套 恒 温 系 统 ， 来 保 证 卫 星 的 电 子 设 备 正 常 运 行 。 卫 星 的 射 频 链 路 都 采 用 损 耗 较 少 防 干 扰 的 材 料 ， 后 续 还 要 租 用 频 率 、 发 射 、 运 营 、 地 面 站 等 等 ， 成 本 非 常 高 昂 。
卫 星 在 太 空 上 ， 电 的 来 源 只 能 依 靠 太 阳 能 ， 大 家 可 以 看 到 卫 星 都 是 有 太 阳 能 发 电 板 的 。 目 前 太 阳 能 发 电 技 术 已 经 走 进 日 常 生 活 中 ， 但 是 ， 卫 星 上 的 太 阳 能 发 电 板 跟 我 们 日 常 使 用 的 可 大 不 一 样 ， 由 于 航 天 发 射 需 要 大 量 的 成 本 ， 比 如 火 箭 ， 发 射 一 吨 重 的 物 体 到 太 空 中 ， 需 要 几 千 万 的 成 本 ， 就 导 致 每 单 位 物 体 的 成 本 非 常 高 。 所 以 卫 星 在 设 计 的 时 候 需 要 考 虑 重 量 和 性 能 等 因 素 来 取 一 个 折 中 的 方 案 。 太 阳 能 发 电 板 便 是 如 此 ， 电 能 直 接 限 制 卫 星 的 整 体 性 能 ， 我 们 要 在 单 位 重 量 的 太 阳 能 电 池 上 产 生 最 大 化 的 电 能 ， 就 需 要 发 电 效 率 更 高 的 太 阳 能 电 池 板 。 我 们 平 常 所 见 的 单 晶 硅 、 多 晶 硅 太 阳 能 电 池 板 的 发 电 效 率 一 般 在 2 0 % 左 右 ， 大 部 分 是 低 于 2 0 % 的 。 而 砷 化 镓 效 率 就 高 很 多 ， 单 结 砷 化 镓 的 转 换 效 率 理 论 上 可 达 近 3 0 % ， 而 多 结 砷 化 镓 比 如 三 结 砷 化 镓 在 聚 光 透 镜 下 效 率 可 以 超 过 4 0 % 。 所 以 在 单 位 面 积 的 太 阳 能 电 池 中 ， 采 用 三 结 砷 化 镓 发 电 板 会 提 供 多 的 电 量 。 这 样 才 可 以 有 足 够 给 卫 星 的 各 种 载 荷 提 供 供 电 。 当 然 ， 伴 随 而 来 的 是 成 本 的 提 升 ， 三 结 砷 化 镓 电 池 受 制 于 制 造 工 艺 复 杂 很 难 大 面 积 量 产 ， 目 前 仅 用 于 航 空 航 天 等 高 端 领 域 。 一 瓦 发 电 板 的 单 价 大 概 将 近 一 万 元 ， 你 们 可 以 想 象 一 下 那 些 大 型 卫 星 动 辄 1 k W 的 发 电 量 的 太 阳 能 发 电 成 本 。
电 源 管 理 系 统 电 源 管 理 系 统 说 完 太 阳 能 电 池 ， 咱 们 聊 聊 电 源 管 理 系 统 吧 ， 先 给 泼 个 冷 水 ， 国 内 很 多 卫 星 的 电 源 管 理 系 统 甚 至 要 进 口 国 外 的 。 电 源 管 理 系 统 在 卫 星 上 的 整 个 系 统 中 起 着 非 常 重 要 的 作 用 ， 前 面 讲 到 由 于 卫 星 的 发 电 能 力 受 到 限 制 ， 所 以 如 何 在 有 限 的 电 能 条 件 下 对 整 个 系 统 进 行 稳 定 的 供 电 ， 就 显 得 尤 为 重 要 。 卫 星 由 于 轨 道 的 问 题 ， 并 非 一 直 被 太 阳 照 射 ， 当 卫 星 运 行 到 地 球 背 面 无 太 阳 光 的 时 候 ， 此 时 卫 星 的 整 体 耗 电 都 由 星 载 蓄 电 池 提 供 。 蓄 电 池 作 为 卫 星 的 重 要 部 件 ， 直 接 影 响 到 了 卫 星 整 体 的 寿 命 。 如 何 控 制 缓 解 蓄 电 池 性 能 的 衰 落 ， 成 了 电 源 管 理 系 统 的 重 要 任 务 。 特 别 是 蓄 电 池 收 到 外 界 电 压 、 温 度 等 条 件 ， 如 何 做 到 精 确 的 充 电 控 制 ， 是 电 源 管 理 系 统 的 首 要 任 务 。 目 前 较 多 采 用 的 是 V / T 曲 线 充 电 控 制 技 术 。 为 了 能 更 多 的 获 得 电 能 ， 同 时 需 要 对 太 阳 能 电 池 板 进 行 角 度 控 制 ， 更 好 的 朝 向 太 阳 光 。 姿 态 控 制 系 统 姿 态 控 制 系 统 再 谈 一 下 姿 态 控 制 系 统 ， 这 里 面 牵 扯 到 了 天 体 力 学 。 卫 星 在 发 射 时 由 火 箭 将 卫 星 送 到 天 空 ， 火 箭 产 生 的 速 度 达 到 第 一 宇 宙 速 度 （ 7 . 9 k m / s ） 后 便 可 以 将 卫 星 脱 离 地 球 ， “ 飘 ” 在 太 空 的 轨 道 上 ， 此 时 由 于 卫 星 受 到 来 自 地 球 的 引 力 ， 做 着 围 绕 地 球 的 圆 周 运 动 。 当 然 ， 如 果 想 往 火 星 或 者 外 太 空 发 射 航 天 器 ， 就 需 要 达 到 第 二 宇 宙 速 度 1 1 . 2 k m / s 和 第 三 宇 宙 速 度 1 6 . 7 k m / s 。 卫 星 在 太 空 中 速 度 跟 到 地 心 的 半 径 的 平 方 根 成 反 比 ， 也 就 是 说 ， 距 离 地 球 表 面 越 近 ， 飞 行 速 度 就 越 快 ， 贴 近 地 球 表 面 的 时 候 ， 必 须 达 到 7 . 9 k m / s 才 不 会 掉 下 去 。 当 然 很 多 卫 星 是 比 较 远 ， 所 以 在 天 上 飞 行 的 时 候 达 不 到 这 个 速 度 ， 极 轨 卫 星 的 速 度 一 般 在 7 k m / s 左 右 。 火 箭 为 了 获 得 最 大 的 加 速 度 ， 一 般 发 射 场 地 距 离 赤 道 较 近 的 地 方 发 射 ， 这 样 可 以 借 助 赤 道 上 的 速 度 更 容 易 达 到 第 一 宇 宙 速 度 ， 而 同 样 也 要 朝 向 地 球 自 转 相 同 的 方 向 ， 这 就 是 为 什 么 我 们 国 家 的 火 箭 一 般 发 射 是 朝 向 东 方 的 轨 道 ， 太 阳 同 步 轨 道 需 要 相 反 的 方 向 ， 所 以 火 箭 速 度 要 求 更 高 一 些 。 这 就 是 火 箭 涉 及 的 一 些 运 载 能 力 参 数 ： 比 如 L E O 轨 道 x x 吨 等 等 。 箭 体 经 常 被 设 计 为 多 级 ， 这 样 是 为 了 抛 弃 燃 烧 后 的 无 用 火 箭 体 ， 减 轻 自 身 的 质 量 ， 以 更 少 的 燃 料 获 得 更 大 的 末 级 加 速 度 。 但 是 ， 多 级 同 样 带 来 技 术 上 的 复 杂 程 度 ， 不 利 于 火 箭 本 身 的 可 靠 性 ， 所 以 一 般 火 箭 都 设 计 不 超 过 三 级 。 由 于 卫 星 受 到 地 球 的 引 力 影 响 ， 运 行 的 轨 道 高 度 会 以 每 天 大 约 1 0 0 m 的 速 度 下 降 ， 在 外 太 空 收 到 来 自 宇 宙 辐 射 等 种 种 因 素 ， 轨 道 在 一 直 变 化 着 ， 这 被 称 为 轨 道 摄 动 。 这 时 候 就 需 要 给 卫 星 安 装 轨 道 姿 态 控 制 系 统 ， 这 也 可 以 理 解 为 卫 星 上 自 带 的 小 喷 气 系 统 。 在 相 对 真 空 的 环 境 中 （ 由 于 贴 近 地 球 时 ， 有 微 薄 的 大 气 层 ） ， 卫 星 作 为 整 个 系 统 收 到 了 来 自 地 心 引 力 做 圆 周 运 动 ， 根 据 动 量 守 恒 定 律 ， 卫 星 朝 一 个 方 向 喷 射 一 定 质 量 的 物 质 ， 会 获 得 一 个 反 方 向 的 加 速 度 。 以 此 来 调 节 卫 星 的 轨 道 ， 防 止 卫 星 脱 离 轨 道 。 所 以 中 、 大 型 卫 星 需 要 同 时 装 备 轨 道 姿 态 控 制 系 统 ， 微 小 卫 星 受 到 体 积 限 制 ， 多 采
用 磁 力 矩 器 来 调 节 自 身 的 姿 态 。 就 是 利 用 电 磁 跟 地 球 的 磁 场 相 互 作 用 产 生 的 力 矩 的 原 理 。 大 型 卫 星 就 需 要 携 带 许 多 燃 料 ， 所 以 燃 料 的 多 少 也 是 限 制 卫 星 寿 命 的 一 个 重 要 因 素 。 当 燃 料 用 完 后 ， 便 只 能 渐 渐 脱 离 轨 道 。 目 前 出 现 了 电 离 子 喷 射 器 ， 还 处 在 技 术 发 展 阶 段 ， 无 法 获 得 较 大 的 推 力 ， 只 能 辅 助 使 用 。 以 后 随 着 科 技 的 发 展 ， 这 类 问 题 都 会 被 渐 渐 解 决 。 星 载 计 算 机 星 载 计 算 机 星 载 计 算 机 由 于 受 到 电 能 和 使 用 条 件 限 制 ， 性 能 也 受 到 限 制 ， 但 又 需 要 高 可 靠 性 。 主 要 任 务 是 对 卫 星 的 姿 态 控 制 、 载 荷 、 各 种 传 感 器 的 数 据 处 理 ， 是 整 个 卫 星 平 台 的 核 心 。 目 前 世 界 上 主 流 的 星 载 计 算 机 系 统 中 所 使 用 的 处 理 器 架 构 只 有 两 种 ， 一 种 是 由 美 国 使 用 的 P O W E R P C 架 构 ， 另 一 种 就 是 欧 洲 主 导 的 S P A R C 架 构 。 而 我 国 多 采 用 S P A R C 架 构 的 处 理 器 ， A R M 还 有 X 8 6 等 架 构 在 此 领 域 没 有 绝 对 的 优 势 ， 暂 且 不 说 。 S P A R C 诞 于 与 S U N   M i c r o s y s t e m s 实 验 室 公 司 ， 它 是 加 州 大 学 伯 克 利 的 研 究 人 员 在 R I S C 技 术 上 研 究 发 展 起 来 的 。 卫 星 的 总 线 一 般 采 用 的 是 跟 飞 机 、 战 斗 机 常 用 的 1 5 5 3 B 总 线 。 国 际 空 间 站 更 是 采 用 了 1 0 0 多 条 1 5 5 3 B 总 线 组 成 的 分 布 式 布 局 ， 用 于 指 令 、 遥 测 、 有 效 载 荷 等 各 方 面 控 制 。 至 于 卫 星 的 操 作 系 统 ， 多 为 实 时 操 作 系 统 。 前 面 的 文 章 有 讲 过 ， 在 这 里 不 详 细 介 绍 了 。 卫 星 的 控 制 链 路 多 跟 数 据 链 路 分 开 ， 单 独 接 收 遥 测 的 指 令 注 入 ， 普 遍 采 用 的 是 脉 冲 编 码 调 制 （ P C M ） 遥 控 体 制 ， 由 于 卫 星 的 封 闭 性 、 单 一 性 ， 导 致 很 多 技 术 不 通 用 ， 不 能 共 享 。 载 荷 载 荷 载 荷 是 卫 星 工 作 的 核 心 ， 也 是 非 常 非 常 非 常 昂 贵 的 ， 往 往 经 费 占 整 个 卫 星 的 2 / 3 。 如 果 前 面 的 那 些 可 以 由 卫 星 的 整 体 成 熟 的 平 台 来 搭 建 ， 可 以 降 低 一 些 成 本 ， 那 么 载 荷 是 没 有 这 方 面 的 优 势 的 。 载 荷 有 多 种 多 样 ， 比 如 气 象 卫 星 的 微 波 辐 射 计 、 闪 电 成 像 仪 等 等 ， 通 信 卫 星 的 转 发 器 ， 军 事 卫 星 的 雷 达 等 等 ， 都 是 最 先 进 的 仪 器 和 技 术 。 有 效 载 荷 的 性 能 直 接 决 定 了 卫 星 的 性 能 ， 大 部 分 是 根 据 目 标 任 务 进 行 定 制 而 成 。 比 如 转 发 器 载 荷 的 设 计 ， 在 受 到 来 自 许 多 未 知 信 号 干 扰 情 况 下 的 鲁 棒 性 等 等 各 种 性 能 ， 都 跟 常 用 的 不 在 一 个 级 别 。 由 于 这 些 核 心 和 昂 贵 的 器 件 组 成 的 卫 星 ， 经 常 出 现 某 次 发 射 失 败 后 ， 很 多 年 不 能 再 次 发 射 导 致 在 某 个 领 域 的 空 白 。 一 个 是 因 为 项 目 经 费 问 题 ， 一 个 就 是 太 昂 贵 了 ， 不 能 造 两 个 一 个 留 着 备 用 。
卫 星 测 控 站 卫 星 测 控 站 卫 星 、 火 箭 发 射 上 天 并 非 就 任 务 完 成 了 ， 那 仅 仅 是 成 功 的 第 一 步 。 后 续 还 需 要 测 控 任 务 ， 这 时 候 就 需 要 测 控 站 了 。 目 前 中 国 内 陆 上 有 北 京 、 西 安 、 渭 南 、 青 岛 、 厦 门 、 喀 什 、 和 田 、 发 射 场 、 着 陆 场 等 近 1 0 个 测 控 站 点 ， 此 外 还 有 巴 基 斯 坦 卡 拉 奇 、 纳 米 比 亚 斯 瓦 科 普 蒙 德 、 肯 尼 亚 马 林 迪 、 智 利 圣 地 亚 哥 等 4 个 国 外 深 空 测 控 站 ， 海 上 测 控 站 则 是 分 布 在 三 大 洋 上 的 5 艘 远 望 号 远 洋 测 量 船 。 而 为 了 捕 捉 到 火 箭 ， 对 火 箭 进 行 指 令 控 制 和 遥 测 ， 就 需 要 我 们 的 远 望 号 航 空 测 控 船 在 大 海 上 进 行 指 令 的 中 转 任 务 。 就 在 刚 刚 ， 远 望 2 号 退 役 了 ， 辛 勤 贡 献 了 她 4 1 年 的 青 春 ， 为 我 国 航 天 事 业 做 出 了 很 大 的 贡 献 。
卫 星 轨 道 卫 星 轨 道 卫 星 的 轨 道 的 6 要 素 分 别 为 ： 轨 道 倾 角 （ 轨 道 倾 角 （ i ） 、 升 交 点 赤 经 （ ） 、 升 交 点 赤 经 （ Ω ） 、 近 地 点 幅 角 （ ） 、 近 地 点 幅 角 （ w ） ， 偏 心 率 ） ， 偏 心 率 （ （ e ） 、 半 长 轴 长 度 ） 、 半 长 轴 长 度 （ （ a ） 近 地 点 时 刻 （ ） 近 地 点 时 刻 （ τ ） ） 在 此 借 用 百 度 百 科 的 图 一 用 ： 卫 星 根 据 轨 道 的 种 类 不 同 ， 大 致 分 为 了 以 下 几 种 ： L E O 低 轨 道 、 M E O 中 轨 道 、 G E O 高 轨 道 、 S S O 太 阳 同 步 轨 道 、 I G S O 地 球 同 步 倾 斜 轨 道 、 G T O 同 步 转 移 轨 道 等 等 ， 为 了 能 更 直 观 地 展 示 ， 我 做 了 轨 道 模 拟 ， 大 家 可 以 更 好 的 看 到 这
些 轨 道 的 区 别 。 每 一 条 轨 道 都 有 各 自 的 优 势 ， 极 轨 卫 星 就 属 于 L E O 轨 道 系 列 ， 距 离 地 球 较 近 ， 可 以 更 好 的 提 供 观 测 任 务 和 通 信 任 务 。 所 以 气 象 卫 星 还 有 通 信 卫 星 多 采 用 此 轨 道 。 由 于 轨 道 较 低 ， 在 一 个 地 点 的 观 测 时 间 仅 仅 停 留 十 几 分 钟 左 右 ， 所 以 需 要 有 许 多 卫 星 组 成 的 星 座 才 能 完 成 不 间 断 的 通 信 任 务 。 比 如 著 名 的 铱 星 系 统 ， 还 有 未 来 好 多 正 在 准 备 建 设 的 互 联 网 卫 星 星 座 。
S S O 太 阳 同 步 轨 道 卫 星 由 于 其 独 特 的 运 行 轨 迹 ， 倾 角 为 9 8 ° 左 右 ， 比 较 适 合 军 事 侦 察 卫 星 、 资 源 卫 星 等 使 用 ， 军 事 战 略 地 位 非 常 重 要 。 G E O 由 于 其 通 信 覆 盖 面 积 广 ， 被 军 事 卫 星 、 通 信 卫 星 等 各 种 卫 星 占 用 。 G E O 卫 星 距 离 地 球 较 远 ， 地 球 自 转 一 周 的 时 间 为 2 3 小 时 5 6 分 4 秒 ， 所 以 根 据 计 算 可 以 得 到 当 距 离 地 球 3 5 7 8 6 . 0 3 4 k m 时 ， 卫 星 围 绕 旋 转 一 周 刚 好 与 地 球 自 转 一 周 时 间 相 同 。 这 就 对 于 地 球 上 的 点 来 说 ， 卫 星 处 于 静 止 不 动 的 。 常 见 的 比 如 卫 星 电 视 ， 天 线 仅 仅 安 装 一 次 便 可 以 固 定 住 不 断 接 收 信 号 。 此 轨 道 非 常 拥 挤 ， 轨 道 资 源 非 常 宝 贵 ， 下 图 中 的 那 个 由 众 多 卫 星 组 成 的 圈 就 是 此 轨 道 。 那 么 知 道 了 卫 星 的 轨 道 ， 我 们 再 来 讨 论 卫 星 的 另 一 个 重 要 知 识 ： 星 历 星 历   。 。 上 面 为 风 云 4 A 气 象 卫 星 的 星 历 ， 每 一 颗 卫 星 或 者 太 空 中 的 物 体 ， 包 括 火 箭 体 废 弃 物 等 等 ， 都 有 一 个 固 定 的 N O R A D 编 号 ， N O R A D 会 根 据 测 控 数 据 计 算 出 一 个 两 行 轨 道 数 据 ， 这 个 数 据 就 是 我 们 常 见 的 星 历 - - T L E 数 据 。 T L E 数 据 是 N O R A D （ 北 美 防 空 司 令 部 ） 进 行 测 量 后 公 开 的 数 据 。 这 个 部 门 是 美 国 和 加 拿 大 合 作 成 立 的 对 外 太 空 的 物 体 进 行 监 测 的 部 门 ， 防 止 导 弹 等 太 空 入 侵 。 在 美 国 科 罗 拉 多 州 的 夏 延 山 （ C h e y e n n e   M o u n t a i n ） 山 区 ， 把 一 座 山 挖 空 了 ， 在 里 面 有 近 千 人 办 公 。 里 面 有 自 己 的 备 用 物 资 ， 可 以 防 御 核 攻 击 。 经 纬 度 坐 标 为 ： 3 8 . 7 4 3 5 N   1 0 4 . 8 4 6 5 W   感 兴 趣 的 可 以 自 己 去 谷 歌 地 球 看 一 下 ， 这 里 就 是 N O R A D 重 要 基 地 的 入 口 处 ， 在 山 顶 上 有 许 多 通 信 的 天 线 塔 与 外 界 取 得 联 系 。 F E N G Y U N   4 A                             1   4 1 8 8 2 U   1 6 0 7 7 A       1 9 1 2 0 . 8 7 9 7 6 4 2 9   - . 0 0 0 0 0 3 3 4     0 0 0 0 0 - 0     0 0 0 0 0 + 0   0     9 9 9 9 2   4 1 8 8 2       0 . 1 6 1 9   2 8 8 . 3 4 6 1   0 0 0 4 8 3 4   2 2 1 . 6 0 5 6   1 2 9 . 9 8 4 7     1 . 0 0 2 7 3 4 8 0     8 8 6 2
我 们 根 据 T L E 数 据 和 S G P 4 、 S D P 4 、 S G P 8 、 S D P 8 等 卫 星 扰 动 模 型 可 以 推 算 出 卫 星 在 某 一 时 刻 的 位 置 ， S G P 4 适 合 轨 道 周 期 小 于 2 2 5 分 钟 的 卫 星 。 关 于 天 体 算 法 的 有 关 信 息 和 T L E 的 基 础 知 识 ， 我 在 这 里 就 不 详 细 解 释 了 。 有 了 T L E 数 据 ， 追 踪 卫 星 时 根 据 算 法 还 有 当 前 的 标 准 时 间 （ 需 要 转 换 成 天 文 常 用 的 J u l i a n   D a y ） ， 来 进 行 追 踪 卫 星 ， 这 就 是 为 什 么 有 的 卫 星 天 线 是 可 以 动 的 。 由 于 L E O 卫 星 的 飞 行 速 度 非 常 的 快 （ 约 7 k m / s ） ， 所 以 对 追 踪 系 统 的 时 间 有 非 常 高 的 要 求 ， 很 多 时 候 需 要 G P S 授 时 等 工 作 来 完 成 。 追 踪 卫 星 也 是 有 很 多 的 知 识 在 里 面 ， 牵 扯 的 技 术 非 常 多 ， 商 业 的 成 品 对 我 们 普 通 人 来 说 非 常 昂 贵 ， 这 也 是 之 前 为 什 么 制 作 O p e n A T S 的 原 因 。 之 前 我 们 国 家 的 鹊 桥 卫 星 大 家 都 知 道 ， 它 的 位 置 就 是 处 于 拉 格 朗 日 2 号 点 上 。 拉 格 朗 日 点 目 前 计 算 出 来 的 一 共 有 5 个 ， 通 俗 点 儿 讲 就 是 在 这 些 点 上 ， 卫 星 受 到 的 来 自 星 体 的 引 力 可 以 达 到 相 对 平 衡 的 状 态 ， 这 样 可 以 节 省 很 多 的 燃 料 并 且 保 持 轨 道 不 变 ， 感 兴 趣 的 可 以 去 查 一 下 相 关 知 识 。 下 面 是 拉 格 朗 日 5 个 点 的 图 ， 鹊 桥 卫 星 就 是 处 于 L 2 点 轨 道 上 做 圆 周 运 动 ， 这 样 可 以 在 月 球 的 背 面 做 一 个 信 号 中 继 。
转 移 轨 道 转 移 轨 道 常 见 的 转 移 轨 道 分 为 了 三 种 ： 霍 曼 （ H o h m a n n ） 转 移 轨 道 、 双 椭 圆 转 移 轨 道 和 地 球 同 步 转 移 轨 道 。 很 多 人 认 为 往 较 远 的 方 向 发 射 卫 星 就 是 直 线 飞 过 去 就 行 ， 当 然 不 是 这 样 的 ， 这 里 就 需 要 卫 星 的 轨 道 转 移 。 下 面 为 霍 曼 转 移 轨 道 的 原 理 图 ， 当 处 于 低 轨 1 号 轨 道 的 卫 星 ， 在 轨 道 底 部 产 生 一 个 Δ V 的 加 速 度 时 ， 此 时 卫 星 会 进 入 2 号 黄 色 的 椭 圆 轨 道 运 行 ， 如 果 此 时 卫 星 不 再 动 作 ， 卫 星 将 会 以 椭 圆 轨 道 一 直 围 绕 地 球 运 行 。 当 在 椭 圆 轨 道 的 远 地 点 再 产 生 一 个 Δ V ’ 的 加 速 度 ， 卫 星 会 进 入 3 号 红 颜 色 的 地 球 同 步 轨 道 。 两 次 加 速 度 的 位 置 、 加 速 度 时 间 、 推 力 大 小 都 必 须 经 过 严 格 的 计 算 ， 否 则 轨 道 会 产 生 偏 移 。 相 反 ， 在 同 步 轨 道 的 卫 星 同 样 可 以 经 过 两 次 相 反 的 减 速 进 行 轨 道 降 低 。
回复

举报

高级模式
B Color Image Link Quote Code Smilies
您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

使用Markdown编辑器编辑 使用富文本编辑器编辑

Archiver| 手机版| 小黑屋|
Powered by Discuz! X3.4 Copyright © 2001-2020, Tencent Cloud. 商业源码建议获取授权，如侵犯您的权益，请联系客服处理