超级军网太空二传手——中继卫星简介
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/30 17:54:16
简要介绍跟踪与数据中继卫星的情况，也请诸位同好指正与补充[em05]
中继卫星是一类特殊的通信卫星，是构成天基测控通信网的核心设备。它是20世纪航天测控通信技术的重大突破。由于其突出的特点和独特的优势，从根本上解决测控、通信的高覆盖率问题，同时还解决了高速数传和多目标测控通信等技术难题，能够对多种航天器进行长弧段的连续服务，具有较高的经济效益，因此自问世以来备受各航天强国的重视，美、苏/俄、欧、日等纷纷建立起或在建自己的TDRS系统。我国也于上世纪90年代开始进行第一代试验中继卫星的方案论证、关键技术预研等工作，目前CTDRS正加紧研制中，争取在十一五期间发射。
跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）——利用同步卫星和地面终端站，对中低轨飞行器进行高覆盖率测控和数据中继的系统，该系统由空间段（2~3颗运行在GEO轨道的卫星）、用户航天器应答机、地面中心站（有集中和分散两种配置形式，也可以两者兼有）三大部分组成，构成一个完整的天基测控系统，具有跟踪测轨和数据中继两方面的功能。该系统能够实现对全球范围内从地面—中低轨道—同步轨道的固定或移动的多个目标进行跟踪、测控、通信甚至导航等。
据介绍：“中继卫星系统这一概念是早是Malcolm Mcmulien 1964年开始研制的TDRSS，便能一举解决全轨道跟踪多个航天器和高数据率传输问题。
TDRSS是充分利用太空的高空资源，把地面的测控及通信站搬到空间地球静止轨道的卫星上去。只要发射两颗星，空间角位置上间距130度，便对所有轨道高度约1200公里至12000公里近地轨道飞行器可实现100％的连续跟踪覆盖，对轨道高度约200公里的飞行器，也可实现85％覆盖。所有用户飞行器、空间站核心站，可利用TDRSS中的任一颗进行双工通信。TDRSS星收集所有用户星的数据，编排成帧后，再与单一地球站建立通信链路，TDRSS和地球终端站就成为太空和地球之间建立通信联系的唯一信息港。地球站通过TDRSS可间接与用户星建立通信链路，借助TDRSS的中继，地球站可对各用户星测轨定位，这种设想一旦成为现实，可大量裁减陆地测控站、测量船，同时也减少建设、维修和操作费用。”——（摘自《卫星与网络》2001.6期 跟踪与数据中继卫星系统 陈秀珠http://www.100j.net/Article/NetKnowledge/Communicate/Satellite/200504/14837.html）；
我这里主要是想介绍正在运行的中继卫星星体、有效载荷等情况，而对地面站、用户航天器不准备展开了。
TDRSS对用户航天器提供的服务有3种：K频段单址服务（KSA）、S频段单址服务（SSA）、S频段多址服务（SMA）。其中为K频段用户提供高数据传输率服务，SSA为S频段的单用户提供中等数据率服务，多址服务可为多达20个的S频段用户提供低数据率的服务。
[B]待续......[/B]
中继卫星是一类特殊的通信卫星，是构成天基测控通信网的核心设备。它是20世纪航天测控通信技术的重大突破。由于其突出的特点和独特的优势，从根本上解决测控、通信的高覆盖率问题，同时还解决了高速数传和多目标测控通信等技术难题，能够对多种航天器进行长弧段的连续服务，具有较高的经济效益，因此自问世以来备受各航天强国的重视，美、苏/俄、欧、日等纷纷建立起或在建自己的TDRS系统。我国也于上世纪90年代开始进行第一代试验中继卫星的方案论证、关键技术预研等工作，目前CTDRS正加紧研制中，争取在十一五期间发射。
跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）——利用同步卫星和地面终端站，对中低轨飞行器进行高覆盖率测控和数据中继的系统，该系统由空间段（2~3颗运行在GEO轨道的卫星）、用户航天器应答机、地面中心站（有集中和分散两种配置形式，也可以两者兼有）三大部分组成，构成一个完整的天基测控系统，具有跟踪测轨和数据中继两方面的功能。该系统能够实现对全球范围内从地面—中低轨道—同步轨道的固定或移动的多个目标进行跟踪、测控、通信甚至导航等。
据介绍：“中继卫星系统这一概念是早是Malcolm Mcmulien 1964年开始研制的TDRSS，便能一举解决全轨道跟踪多个航天器和高数据率传输问题。
TDRSS是充分利用太空的高空资源，把地面的测控及通信站搬到空间地球静止轨道的卫星上去。只要发射两颗星，空间角位置上间距130度，便对所有轨道高度约1200公里至12000公里近地轨道飞行器可实现100％的连续跟踪覆盖，对轨道高度约200公里的飞行器，也可实现85％覆盖。所有用户飞行器、空间站核心站，可利用TDRSS中的任一颗进行双工通信。TDRSS星收集所有用户星的数据，编排成帧后，再与单一地球站建立通信链路，TDRSS和地球终端站就成为太空和地球之间建立通信联系的唯一信息港。地球站通过TDRSS可间接与用户星建立通信链路，借助TDRSS的中继，地球站可对各用户星测轨定位，这种设想一旦成为现实，可大量裁减陆地测控站、测量船，同时也减少建设、维修和操作费用。”——（摘自《卫星与网络》2001.6期 跟踪与数据中继卫星系统 陈秀珠http://www.100j.net/Article/NetKnowledge/Communicate/Satellite/200504/14837.html）；
我这里主要是想介绍正在运行的中继卫星星体、有效载荷等情况，而对地面站、用户航天器不准备展开了。
TDRSS对用户航天器提供的服务有3种：K频段单址服务（KSA）、S频段单址服务（SSA）、S频段多址服务（SMA）。其中为K频段用户提供高数据传输率服务，SSA为S频段的单用户提供中等数据率服务，多址服务可为多达20个的S频段用户提供低数据率的服务。
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[此贴子已经被作者于2005-10-14 15:31:25编辑过]
中继卫星是一类特殊的通信卫星，是构成天基测控通信网的核心设备。它是20世纪航天测控通信技术的重大突破。由于其突出的特点和独特的优势，从根本上解决测控、通信的高覆盖率问题，同时还解决了高速数传和多目标测控通信等技术难题，能够对多种航天器进行长弧段的连续服务，具有较高的经济效益，因此自问世以来备受各航天强国的重视，美、苏/俄、欧、日等纷纷建立起或在建自己的TDRS系统。我国也于上世纪90年代开始进行第一代试验中继卫星的方案论证、关键技术预研等工作，目前CTDRS正加紧研制中，争取在十一五期间发射。
跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）——利用同步卫星和地面终端站，对中低轨飞行器进行高覆盖率测控和数据中继的系统，该系统由空间段（2~3颗运行在GEO轨道的卫星）、用户航天器应答机、地面中心站（有集中和分散两种配置形式，也可以两者兼有）三大部分组成，构成一个完整的天基测控系统，具有跟踪测轨和数据中继两方面的功能。该系统能够实现对全球范围内从地面—中低轨道—同步轨道的固定或移动的多个目标进行跟踪、测控、通信甚至导航等。
据介绍：“中继卫星系统这一概念是早是Malcolm Mcmulien 1964年开始研制的TDRSS，便能一举解决全轨道跟踪多个航天器和高数据率传输问题。
TDRSS是充分利用太空的高空资源，把地面的测控及通信站搬到空间地球静止轨道的卫星上去。只要发射两颗星，空间角位置上间距130度，便对所有轨道高度约1200公里至12000公里近地轨道飞行器可实现100％的连续跟踪覆盖，对轨道高度约200公里的飞行器，也可实现85％覆盖。所有用户飞行器、空间站核心站，可利用TDRSS中的任一颗进行双工通信。TDRSS星收集所有用户星的数据，编排成帧后，再与单一地球站建立通信链路，TDRSS和地球终端站就成为太空和地球之间建立通信联系的唯一信息港。地球站通过TDRSS可间接与用户星建立通信链路，借助TDRSS的中继，地球站可对各用户星测轨定位，这种设想一旦成为现实，可大量裁减陆地测控站、测量船，同时也减少建设、维修和操作费用。”——（摘自《卫星与网络》2001.6期 跟踪与数据中继卫星系统 陈秀珠http://www.100j.net/Article/NetKnowledge/Communicate/Satellite/200504/14837.html）；
我这里主要是想介绍正在运行的中继卫星星体、有效载荷等情况，而对地面站、用户航天器不准备展开了。
TDRSS对用户航天器提供的服务有3种：K频段单址服务（KSA）、S频段单址服务（SSA）、S频段多址服务（SMA）。其中为K频段用户提供高数据传输率服务，SSA为S频段的单用户提供中等数据率服务，多址服务可为多达20个的S频段用户提供低数据率的服务。
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简要介绍跟踪与数据中继卫星的情况，也请诸位同好指正与补充[em05]中继卫星是一类特殊的通信卫星，是构成天基测控通信网的核心设备。它是20世纪航天测控通信技术的重大突破。由于其突出的特点和独特的优势，从根本上解决测控、通信的高覆盖率问题，同时还解决了高速数传和多目标测控通信等技术难题，能够对多种航天器进行长弧段的连续服务，具有较高的经济效益，因此自问世以来备受各航天强国的重视，美、苏/俄、欧、日等纷纷建立起或在建自己的TDRS系统。我国也于上世纪90年代开始进行第一代试验中继卫星的方案论证、关键技术预研等工作，目前CTDRS正加紧研制中，争取在十一五期间发射。
跟踪与数据中继卫星系统（TDRSS）——利用同步卫星和地面终端站，对中低轨飞行器进行高覆盖率测控和数据中继的系统，该系统由空间段（2~3颗运行在GEO轨道的卫星）、用户航天器应答机、地面中心站（有集中和分散两种配置形式，也可以两者兼有）三大部分组成，构成一个完整的天基测控系统，具有跟踪测轨和数据中继两方面的功能。该系统能够实现对全球范围内从地面—中低轨道—同步轨道的固定或移动的多个目标进行跟踪、测控、通信甚至导航等。
据介绍：“中继卫星系统这一概念是早是Malcolm Mcmulien 1964年开始研制的TDRSS，便能一举解决全轨道跟踪多个航天器和高数据率传输问题。
TDRSS是充分利用太空的高空资源，把地面的测控及通信站搬到空间地球静止轨道的卫星上去。只要发射两颗星，空间角位置上间距130度，便对所有轨道高度约1200公里至12000公里近地轨道飞行器可实现100％的连续跟踪覆盖，对轨道高度约200公里的飞行器，也可实现85％覆盖。所有用户飞行器、空间站核心站，可利用TDRSS中的任一颗进行双工通信。TDRSS星收集所有用户星的数据，编排成帧后，再与单一地球站建立通信链路，TDRSS和地球终端站就成为太空和地球之间建立通信联系的唯一信息港。地球站通过TDRSS可间接与用户星建立通信链路，借助TDRSS的中继，地球站可对各用户星测轨定位，这种设想一旦成为现实，可大量裁减陆地测控站、测量船，同时也减少建设、维修和操作费用。”——（摘自《卫星与网络》2001.6期 跟踪与数据中继卫星系统 陈秀珠http://www.100j.net/Article/NetKnowledge/Communicate/Satellite/200504/14837.html）；
我这里主要是想介绍正在运行的中继卫星星体、有效载荷等情况，而对地面站、用户航天器不准备展开了。
TDRSS对用户航天器提供的服务有3种：K频段单址服务（KSA）、S频段单址服务（SSA）、S频段多址服务（SMA）。其中为K频段用户提供高数据传输率服务，SSA为S频段的单用户提供中等数据率服务，多址服务可为多达20个的S频段用户提供低数据率的服务。
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[此贴子已经被作者于2005-10-14 15:31:25编辑过]
各国中继卫星的一些数据参数：
再谈谈中继卫星的工作概况（水平有限，错误难免[em04]）。
某些概念（以CTDRS为例）：
1、前向通信链路 由地面站—中继星—用户星的通信链路，前向链路中分为前向轨道间链路（星-星）和前向馈电链路（地-星）。
2、返向通信链路 由用户星—中继星—地面站的链路，同样分为返向轨道间链路和返向馈电链路。
3、轨道间链路（星间链路IOL）是指用户星和中继星之间的通信链路，采用S/Ka双频段工作，S频段主要用于对用户星测控和传输低速数据，Ka频段用于高速数据传输。
4、馈电链路 指中继星与地面站的通信链路，工作在Ka频段。
为了实现天基信息的传输，首先要引导中继卫星的天线完成对用户航天器的捕获与跟踪，这是TDRS的一项关键的技术难题！
以S/Ka单址天线为例，目前有星-地大回路捕获跟踪和星上自主跟踪两种方式。前者是由地面站发出指令引导中继星天线S频段的宽波束指向该用户航天器，然后发指令使户星的天线指向中继星。当落入到S频段的波束后，中继星上的Ka频段开始工作；当由S频段转入Ka频段工作时，Ka频段开始时仍继续开环工作，当目标进入主波束的牵引范围内转为自跟踪工作。
星上自主控制则是由中继卫星处理相关信息，发出指令驱动天线指向用户星。当中继星没有捕获用户星时，靠星载计算机算出目标位置，产生指向角度。这种工作模式称为开环模式，开环捕获达到足够的精度后才能使系统能够使系统转入自动跟踪。
某些概念（以CTDRS为例）：
1、前向通信链路 由地面站—中继星—用户星的通信链路，前向链路中分为前向轨道间链路（星-星）和前向馈电链路（地-星）。
2、返向通信链路 由用户星—中继星—地面站的链路，同样分为返向轨道间链路和返向馈电链路。
3、轨道间链路（星间链路IOL）是指用户星和中继星之间的通信链路，采用S/Ka双频段工作，S频段主要用于对用户星测控和传输低速数据，Ka频段用于高速数据传输。
4、馈电链路 指中继星与地面站的通信链路，工作在Ka频段。
为了实现天基信息的传输，首先要引导中继卫星的天线完成对用户航天器的捕获与跟踪，这是TDRS的一项关键的技术难题！
以S/Ka单址天线为例，目前有星-地大回路捕获跟踪和星上自主跟踪两种方式。前者是由地面站发出指令引导中继星天线S频段的宽波束指向该用户航天器，然后发指令使户星的天线指向中继星。当落入到S频段的波束后，中继星上的Ka频段开始工作；当由S频段转入Ka频段工作时，Ka频段开始时仍继续开环工作，当目标进入主波束的牵引范围内转为自跟踪工作。
星上自主控制则是由中继卫星处理相关信息，发出指令驱动天线指向用户星。当中继星没有捕获用户星时，靠星载计算机算出目标位置，产生指向角度。这种工作模式称为开环模式，开环捕获达到足够的精度后才能使系统能够使系统转入自动跟踪。
[此贴子已经被作者于2005-10-14 19:00:03编辑过]
中继卫星是一种结构复杂的大型通信卫星，其显著的特征就是天线，下图显示的是TDRS-I发射状态下的外形。两个直径4.9米的S/Ku/Ka单址天线（增加了Ka频段馈源、但不能与Ku频段同时使用，其返向数据传输率最高达800Mb/s），由复合材料制成，无骨架弹性网面，发射时天线两边收拢，定点后释放弹回，成抛物面形状，较第一代伞状结构简单。
若要查看高分辨的图片，还可以访问波音的网址：
http://www.boeing.com/defense-space/space/bss/hsc_pressreleases/photogallery/photogallery.html
若要查看高分辨的图片，还可以访问波音的网址：
http://www.boeing.com/defense-space/space/bss/hsc_pressreleases/photogallery/photogallery.html
更正，上图为TDRS-J
HAO DONG XI A HAO DONG XI
好啊!祖国的航天技术真是蒸蒸日上啊!风云3号和风云4号也在研究了!真是个好消息!
快点上天吧，我都等不急了！哪怕先应付一下也好，那些测控人员太辛苦了！
是啊.[em06]
再介绍一位特殊而又神秘的型号——美军的第二代中继卫星SDS-2（Satellite Data System 卫星数据系统），前面已提到过NRO于1976年开始发射第一代中继卫星，实时传送锁眼系列侦察卫星的图像信息，1976~1987先后共有8颗卫星。1989年8月开始用航天飞机发射第二代卫星。卫星采用了休斯公司的HS-389平台（Intelsat-6商用卫星采用的也是该平台），此卫星的一个突出特点就是运行在Molniya轨道即大椭圆轨道 （highly elliptical orbit 或 HEO）。据介绍，选用Molniya轨道，受人为干扰的可能性比GEO轨道的小，不过同时也增加了对用户星的捕获与跟踪的难度。由于保密的缘故，缺少这颗卫星确切的轨道参数（其实就连到底发射了多少颗卫星也众说纷纭，相关推测可以参考http://www.astronautix.com/craft/sds2.htm）。
卫星参数参看示意图。
卫星参数参看示意图。
日本以其经济和技术实力，为稳步实现航天技术的快速发展，十分重视天基测控通信网的建设。为此，日本宇宙开发事业团NASDA于1993年便确定了4步走的发展数据中继与跟踪卫星系统（DRTSS）的策略：
第一步1995年利用“工程试验卫星-6”（ETS-6）进行试验；
第二步1997年利用“通信工程试验卫星”（COMETS）进行试验；
第三步1998年利用“光学轨道间通信工程试验卫星”（OICETS）进行试验；
第四步是发射2颗实用型数据中继与跟踪卫星（即DRTS—“数据中继试验卫星”）。
目前，已初步建成一个天基测控通信网DRTSS系统，能对4～6个用户航天器提供服务保障。日本的DRTSS系统由定点在地球同步轨道上的DRTS中继星、用户航天器及相关的地面站系统组成。
原计划发射2颗DRTS中继星分别定点在东经90°（DRTS-E）和西经170°（DRTS-W），间隔为100°，两星对地面覆盖几乎达到85％，且卫星的南/北向位置保持精度优于0 1°。据NASDA网站的介绍，2001年8月终止了DRTS-E的开发。2002年9月10日一枚H-IIA F3把一颗DRTS和一个无人空间实验回收系统(USERS)发射入轨。
http://www.nasda.go.jp/projects/sat/drts/component_e.html
DRTSS系统地面站设置在筑波空间中心（TK-SC）、鸠山地球观测中心（EOC）及增田跟踪和数据处理站（MTDS）。
DRTS的基本结构示意图、基本参数：
第一步1995年利用“工程试验卫星-6”（ETS-6）进行试验；
第二步1997年利用“通信工程试验卫星”（COMETS）进行试验；
第三步1998年利用“光学轨道间通信工程试验卫星”（OICETS）进行试验；
第四步是发射2颗实用型数据中继与跟踪卫星（即DRTS—“数据中继试验卫星”）。
目前，已初步建成一个天基测控通信网DRTSS系统，能对4～6个用户航天器提供服务保障。日本的DRTSS系统由定点在地球同步轨道上的DRTS中继星、用户航天器及相关的地面站系统组成。
原计划发射2颗DRTS中继星分别定点在东经90°（DRTS-E）和西经170°（DRTS-W），间隔为100°，两星对地面覆盖几乎达到85％，且卫星的南/北向位置保持精度优于0 1°。据NASDA网站的介绍，2001年8月终止了DRTS-E的开发。2002年9月10日一枚H-IIA F3把一颗DRTS和一个无人空间实验回收系统(USERS)发射入轨。
http://www.nasda.go.jp/projects/sat/drts/component_e.html
DRTSS系统地面站设置在筑波空间中心（TK-SC）、鸠山地球观测中心（EOC）及增田跟踪和数据处理站（MTDS）。
DRTS的基本结构示意图、基本参数：
maya兄好贴啊
[此贴子已经被作者于2005-10-19 15:32:48编辑过]
《国际太空》杂志对营救行动的介绍："阿蒂米斯"卫星创造4个世界第一
http://www.cast.ac.cn/cbw/GJTK/200309/6.htm
http://www.cast.ac.cn/cbw/GJTK/200309/6.htm
苏/俄的中继卫星项目也很庞大、复杂，公开的资料主要介绍民用卫星（LUCH，见下图）。数据中继网分为军用和民用两个网络，军用星（急流）采用C波段，采用相控阵天线，用于侦察、海洋监视等卫星的数据中继业务。
http://www.npopm.ru/e/produkt/satelites/luch.htm
http://www.npopm.ru/e/produkt/satelites/luch.htm
<P>热切期盼我国第一代试验中继卫星（CTDRS)——天链一号早日发射升空[em01]</P>
[B]以下是引用[I]aliasmaya[/I]在2005-11-3 11:23:00的发言：[/B][BR]<P>热切期盼我国第一代试验中继卫星（CTDRS)——天链一号早日发射升空[em01]</P>
有吗？
[此贴子已经被作者于2005-11-4 20:21:13编辑过]
<P>根据我国中继卫星论证方案，第一代CTDRS空间段将由一颗卫星组成——TL-1，卫星兼顾试验和试用。利用DFH-3A平台，星间通信链路采用一副S/Ka双馈源抛物面天线，SSA（S波段单址）链路中继测控信号，星地高速数传采使用Ka频段。卫星天线指向、星间链路的捕获和跟踪，采用星上自闭环跟踪兼有星地大回路捕获跟踪的方案。</P>
<P>第二代CTDRS计划采用东方红四号卫星平台，星上安装有2副S/Ka双馈源单址天线，S波段相控阵多址天线和激光通信单元等。</P>
<P>第二代CTDRS计划采用东方红四号卫星平台，星上安装有2副S/Ka双馈源单址天线，S波段相控阵多址天线和激光通信单元等。</P>
乖乖，国安没请你喝咖啡啊？
靠....
楼上这坟挖的真是好
楼上这坟挖的真是好
厉害啊!!!
原帖由 aliasmaya 于 2005-11-7 20:16 发表 [url=http://bbs.cjdby.net/redirect.php?goto=findpost&pid=2647290&ptid=211901][img]
星上安装有2副S/Ka双馈源单址天线，S波段相控阵多址天线和激光通信单元
我来继续挖坟:D 请问aliasmaya版，你说的这个激光通信单元靠谱不？如果用在了我国的CTDRS II代星座上，会用来GEO-GEO星座内中继还是GEO-LEO星间中继？或者最不可靠的，星地激光通讯？