【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及衛星測控通信，尤其涉及一種地月空間測控通信衛星網絡系統。
技術介紹
1、隨著國際月球科研站項目、阿爾忒彌斯項目等為代表地月空間的航天活動的逐步推進，越來越多的航天任務將在地月空間開展，面向地月空間的測控通信支持對于任務成功和高質量完成至關重要。
2、目前現有技術主要通過衛星中繼通信方法，彌補地面測控網對地月空間航天任務測控通信支持能力的不足。該方法根據用戶活動的區域，選擇特定類型的軌道部署中繼通信衛星，使中繼通信衛星可以在全部或特定時段有一副天線指向地面測控站，另一副天線指向提供測控通信服務的用戶，完成用戶信息與地面間的中繼通信傳輸。如鵲橋一號中繼通信衛星部署在地月平動點l2點暈軌道，鵲橋二號中繼通信衛星部署在月球橢圓凍結軌道，面向嫦娥四號、嫦娥六號月球探測器所在的月球背面區域提供中繼通信服務。但該方法主要存在的問題是：每顆中繼通信衛星僅可支持單個或者單區域用戶目標的點對點通信服務，可服務用戶的區域與中繼通信衛星節點軌道特征密切相關，不適應用戶在月球及地月空間分布較為分散或在某區域分布多個用戶的服務場景。由于中繼通信衛星自身軌道由地面測控系統確定，自身的軌道確定精度和實時性較低，而且衛星與用戶航天器間測量信息精度有限，難以提供測控定軌服務。
3、現有專利(cn202311801602.2)公開了一種基于天鏈中繼衛星系統的地月空間航天器通信方法，該方法通過在地球中繼星上增加對天天線，與地面深空測控網共同進行地月空間航天器通信。然而由于地球中繼通信衛星與地月空間航天器距離遠，一般的中繼通信衛星天
4、現有專利(cn202011059993.1)公開了一種地月空間衛星導航定位方法，該方法在地月空間的月球近直線軌道、地月遠距離逆行軌道、繞月圓軌道、地月平動點l4/l5、l1/l2暈軌道等軌道類型中選取部署衛星構成星座，基于幾何求解的方式可以實時得到用戶的空間位置，可以滿足整個地月空間范圍內的導航定位覆蓋需求。但是，由于地月空間距離遙遠，與地球gnss(全球衛星導航系統)相比導航信號傳播距離擴大了10至50倍，同時用戶應用幾何定位導航方法需要安裝全向天線接收來自地月空間不同區域衛星播發的導航信號，天線接收增益小，播發導航信號的衛星微波放大器代價較大，此外，該方法不涉及測控通信服務。
5、因此，亟需一種能夠有效解決上述現有技術問題的方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種地月空間測控通信衛星網絡系統，能夠支持地月空間用戶航天器測控通信和軌道確定，彌補現有地面測控系統和測控中繼衛星對地月空間測控通信服務覆蓋區域、用戶容量的不足，降低用戶航天器測控通信終端配置天線指向的約束。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種地月空間測控通信衛星網絡系統，包括有分別在各個目標區域上部署的至少一節點衛星和至少一熱點衛星，其中，所述目標區域為地月平動點l3、l4、l5以及近月的地月空間區域；同一所述目標區域內的所述節點衛星與所述熱點衛星之間建立連續的測量通信一體化鏈路；相鄰的所述目標區域的所述節點衛星之間建立連續的測量通信一體化鏈路；所述節點衛星與相鄰的所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶時分的測量通信一體化鏈路，以構成第一接入測控網絡；所述熱點衛星與同一所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶同時連續測量通信一體化鏈路，以構成第二接入測控網絡；且至少一所述節點衛星與地面測控站或地球測控中繼衛星建立連續的測量通信一體化鏈路。
3、可選的，所述節點衛星上裝載著相控陣天線，用于與不同地月空間區域的若干航天器用戶建立多用戶時分的測量通信一體化鏈路，以構成第一接入測控網絡。
4、可選的，所述熱點衛星上裝載著全向或近全向相控陣天線，用于與同一所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶同時測量通信一體化鏈路，以構成第二接入測控網絡。
5、可選的，所述系統根據衛星運行與地面測控站或地球中繼衛星的可見性關系，確定與所述地面測控站或所述地球測控中繼衛星建鏈的目標節點衛星，并通過所述目標節點衛星與所述地面測控站或所述地球測控中繼衛星建鏈，以構建星地骨干測控網絡。
6、可選的，所述熱點衛星還用于與不同所述目標區域內配置有高增益定向測控天線和/或大功率放大器的航天器用戶建鏈。
7、可選的，相同所述目標區域內的至少一所述節點衛星和至少一所述熱點衛星集成于節點熱點一體化衛星上；且所述節點熱點一體化衛星裝載著全向或近全向覆蓋天線，以與相同所述目標區域內的若干航天器用戶同時建立連續測量通信一體化鏈路；不同的所述節點熱點一體化衛星之間建立測量通信一體化鏈路。
8、可選的，至少一所述節點熱點一體化衛星與地面測控站或地球測控中繼衛星建立連續的測量通信一體化鏈路。
9、本專利技術所述地月空間測控通信衛星網絡系統可面向月球表面、月球附近、地月平動點各區域軌道、地月-月地轉移等地月空間內運行的航天器用戶提供服務；本專利技術通過采用同一區域熱點衛星同時多用戶服務、異區域節點衛星分時多用戶服務方式，實現了相較于一般測控中繼衛星技術整體用戶容量與并發用戶容量的大幅提升；由于熱點衛星與同區域內的用戶相對距離小，從而可以實現對用戶航天器配置全向天線狀態下的測控通信支持，為地月空間用戶實現保底測控通信服務；并且，本專利技術的衛星間的建鏈可以獲得豐富的衛星星間測量數據，結合地月空間引力場不對稱性的軌道動力學特征，可以實現測控通信衛星網絡系統各衛星的精確軌道確定，相當于系統的衛星作為天基測控通信站其站址位置能夠較精確標定，進而具備為用戶航天器提供定軌服務的能力；還可通過將節點衛星功能和熱點衛星功能可聚合為節點熱點一體化衛星，在衛星工程實現可行的前提下，降低系統復雜度和系統發射部署代價。
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1.一種地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，包括有分別在各個目標區域上部署的至少一節點衛星和至少一熱點衛星，其中，所述目標區域為地月平動點L3、L4、L5以及近月的地月空間區域；同一所述目標區域內的所述節點衛星與所述熱點衛星之間建立連續的測量通信一體化鏈路；相鄰的所述目標區域的所述節點衛星之間建立連續的測量通信一體化鏈路；所述節點衛星與相鄰的所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶時分的測量通信一體化鏈路，以構成第一接入測控網絡；所述熱點衛星與同一所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶同時連續測量通信一體化鏈路，以構成第二接入測控網絡；且至少一所述節點衛星與地面測控站或地球測控中繼衛星建立連續的測量通信一體化鏈路。
2.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，所述節點衛星上裝載著相控陣天線，用于與不同地月空間區域的若干航天器用戶建立多用戶時分的測量通信一體化鏈路，以構成第一接入測控網絡。
3.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，所述熱點衛星上裝載著全向或近全向相控陣天線，用于與同一所述目標區域內的若干
4.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，所述系統根據衛星運行與地面測控站或地球中繼衛星的可見性關系，確定與所述地面測控站或所述地球測控中繼衛星建鏈的目標節點衛星，并通過所述目標節點衛星與所述地面測控站或所述地球測控中繼衛星建鏈，以構建星地骨干測控網絡。
5.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，所述熱點衛星還用于與不同所述目標區域內配置有高增益定向測控天線和/或大功率放大器的航天器用戶建鏈。
6.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，相同所述目標區域內的至少一所述節點衛星和至少一所述熱點衛星集成于節點熱點一體化衛星上；且所述節點熱點一體化衛星裝載著全向或近全向覆蓋天線，以與相同所述目標區域內的若干航天器用戶同時建立連續測量通信一體化鏈路；不同的所述節點熱點一體化衛星之間建立測量通信一體化鏈路。
7.根據權利要求6所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，至少一所述節點熱點一體化衛星與地面測控站或地球測控中繼衛星建立連續的測量通信一體化鏈路。
...【技術特征摘要】
1.一種地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，包括有分別在各個目標區域上部署的至少一節點衛星和至少一熱點衛星，其中，所述目標區域為地月平動點l3、l4、l5以及近月的地月空間區域；同一所述目標區域內的所述節點衛星與所述熱點衛星之間建立連續的測量通信一體化鏈路；相鄰的所述目標區域的所述節點衛星之間建立連續的測量通信一體化鏈路；所述節點衛星與相鄰的所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶時分的測量通信一體化鏈路，以構成第一接入測控網絡；所述熱點衛星與同一所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶同時連續測量通信一體化鏈路，以構成第二接入測控網絡；且至少一所述節點衛星與地面測控站或地球測控中繼衛星建立連續的測量通信一體化鏈路。
2.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，所述節點衛星上裝載著相控陣天線，用于與不同地月空間區域的若干航天器用戶建立多用戶時分的測量通信一體化鏈路，以構成第一接入測控網絡。
3.根據權利要求1所述的地月空間測控通信衛星網絡系統，其特征在于，所述熱點衛星上裝載著全向或近全向相控陣天線，用于與同一所述目標區域內的若干航天器用戶建立多用戶同時測量...
【專利技術屬性】
技術研發人員：常希諾，鄭晉軍，武向軍，周會超，王璐，鐘兆豐，王海紅，梁翠娜，叢飛，薛林山，王菲菲，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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