專利名稱：用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及航天領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)
星星座系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在太陽(yáng)爆發(fā)期間，巨大的能量從太陽(yáng)表面釋放出來(lái)，進(jìn)入行星際空間，與地球磁層、電離層、中高層大氣相互作用，嚴(yán)重威脅地球空間中各種航天活動(dòng)以及通信、導(dǎo)航和雷達(dá)系統(tǒng)。我國(guó)雖然已經(jīng)發(fā)射了 100多顆衛(wèi)星，但是其中都沒(méi)有專門針對(duì)太陽(yáng)觀測(cè)及其對(duì)近地空間環(huán)境影響的探測(cè)衛(wèi)星。已經(jīng)在論證的夸父計(jì)劃、空間電磁監(jiān)測(cè)星等計(jì)劃都是將對(duì)太陽(yáng)觀測(cè)和近地空間環(huán)境的影響?yīng)毩㈤_展探測(cè)，具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，可用于太陽(yáng)爆發(fā)及其對(duì)近地空間環(huán)境影響的因果鏈研究，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)活動(dòng)-近地空間環(huán)境變化的一體化研究。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，包括至少三顆以上衛(wèi)星，三顆衛(wèi)星分別分布在兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道上，各衛(wèi)星進(jìn)一步包括綜合電子計(jì)算機(jī)和太陽(yáng)觀測(cè)載荷以及近地空間環(huán)境探測(cè)載荷，太陽(yáng)觀測(cè)載荷和近地空間環(huán)境探測(cè)載荷均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，綜合電子計(jì)算機(jī)直接與地球地面站通信，且三顆衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間自組網(wǎng)通信連接。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道分別為高度約895km的軌道和高度約727km的軌道，且各衛(wèi)星中，至少I顆衛(wèi)星位于高度約895km的軌道，至少2顆衛(wèi)星位于高度約727km的軌道,兩者之間距離約60-100km。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該兩條軌道的降交點(diǎn)地方時(shí)均選擇為18 =OO0依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該太陽(yáng)觀測(cè)載荷具體包括太陽(yáng)高分辨寬波段高能輻射譜儀、萊曼a望遠(yuǎn)鏡、Ha和白光全日面望遠(yuǎn)鏡和甚低頻射電頻譜儀，太陽(yáng)高分辨寬波段高能輻射譜儀、萊曼a望遠(yuǎn)鏡、Ha和白光全日面望遠(yuǎn)鏡和甚低頻射電頻譜儀均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，用于多波段同時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象一耀斑和日冕物質(zhì)拋射(CME)，研究耀斑和日冕物質(zhì)拋射的相互關(guān)系和形成規(guī)律。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該近地空間環(huán)境探測(cè)載荷具體包括多向粒子分析儀、空間磁場(chǎng)矢量分析儀、磁感應(yīng)磁力儀、等離子體空間結(jié)構(gòu)分析儀和能量粒子空間結(jié)構(gòu)分析儀，多向粒子分析儀、空間磁場(chǎng)矢量分析儀、磁感應(yīng)磁力儀、等離子體空間結(jié)構(gòu)分析儀和能量粒子空間結(jié)構(gòu)分析儀均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)與地球空間環(huán)境響應(yīng)因果鏈的探測(cè)。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該每顆衛(wèi)星的重量約280kg，有效承載能力約60_80kg。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該衛(wèi)星還攜帶S波段小型空間路由器，各衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間通過(guò)S波段小型空間路由器實(shí)現(xiàn)星間通信，實(shí)現(xiàn)星座內(nèi)部信息共享與互通。依照本發(fā)明較佳實(shí)施例所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，該衛(wèi)星還包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)翼、熱控分系統(tǒng)、姿軌控分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)組成，太陽(yáng)翼設(shè)置在平臺(tái)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)，熱控分系統(tǒng)、姿軌控分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)均設(shè)置在平臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且與綜合電子計(jì)算機(jī)連接。本發(fā)明的上述星座系統(tǒng)可通過(guò)一箭多星發(fā)射，衛(wèi)星自行變軌組網(wǎng)或由運(yùn)載火箭發(fā)射上面級(jí)異軌機(jī)動(dòng)組網(wǎng)而成，后種方式有利于保證衛(wèi)星設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化和通用性，更加適合該·星座系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，可同時(shí)用于觀測(cè)太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)和近地空間環(huán)境的因果響應(yīng)，適用于太陽(yáng)活動(dòng)-近地空間環(huán)境變化的一體化研究，具有多星組網(wǎng)、異軌異相分布、寬波段、多層次、因果鏈觀測(cè)、低成本等優(yōu)點(diǎn)。


圖I是本發(fā)明太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)衛(wèi)星星座系統(tǒng)工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)衛(wèi)星星座系統(tǒng)在軌運(yùn)行示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的組成星座的衛(wèi)星平臺(tái)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，具體說(shuō)明本發(fā)明。請(qǐng)同時(shí)參閱圖I與圖2，一種用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，包括至少三顆以上衛(wèi)星A星、B星和C星，三顆衛(wèi)星分別分布在兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道上，各衛(wèi)星進(jìn)一步包括綜合電子計(jì)算機(jī)和太陽(yáng)觀測(cè)載荷以及近地空間環(huán)境探測(cè)載荷，太陽(yáng)觀測(cè)載荷和近地空間環(huán)境探測(cè)載荷均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，綜合電子計(jì)算機(jī)直接與地球地面站通信，且三顆衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間自組網(wǎng)通信連接。每顆衛(wèi)星的重量約280kg，有效承載能力約60_80kg。其中，攜帶的太陽(yáng)觀測(cè)載荷具體包括太陽(yáng)高分辨寬波段高能輻射譜儀、萊曼a望遠(yuǎn)鏡、Ha和白光全日面望遠(yuǎn)鏡、甚低頻射電頻譜儀等，太陽(yáng)高分辨寬波段高能輻射譜儀、萊曼a望遠(yuǎn)鏡、Ha和白光全日面望遠(yuǎn)鏡和甚低頻射電頻譜儀均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，用于多波段同時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象-耀斑和日冕物質(zhì)拋射(CME)，研究耀斑和日冕物質(zhì)拋射的相互關(guān)系和形成規(guī)律。攜帶的近地空間環(huán)境探測(cè)載荷包括多向粒子分析儀、空間磁場(chǎng)矢量分析儀、磁感應(yīng)磁力儀、等離子體空間結(jié)構(gòu)分析儀、能量粒子空間結(jié)構(gòu)分析儀等。多向粒子分析儀、空間磁場(chǎng)矢量分析儀、磁感應(yīng)磁力儀、等離子體空間結(jié)構(gòu)分析儀和能量粒子空間結(jié)構(gòu)分析儀均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)與地球空間環(huán)境響應(yīng)因果鏈的探測(cè)。星座衛(wèi)星除了可以直接與地球地面站通信，衛(wèi)星之間在可見弧段內(nèi)也建立空間網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)信息共享。每顆衛(wèi)星還攜帶S波段小型空間路由器，各衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間通過(guò)S波段小型空間路由器實(shí)現(xiàn)星間通信，實(shí)現(xiàn)星座內(nèi)部信息共享與互通。如圖2所示，本發(fā)明衛(wèi)星星座系統(tǒng)3顆衛(wèi)星，考慮對(duì)日定向觀測(cè)、能源獲取、星地通信、可靠性、安全性等約束條件，經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)分別位于近地空間兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道上，其中A星位于高度約895km的軌道，B星和C星位于高度約727km的軌道，兩者之間距離約60-100km，兩條軌道的降交點(diǎn)地方時(shí)均選擇為18 :00。采用該種軌道分布方式，通 過(guò)A星和B、C星兩組星團(tuán)的相對(duì)連續(xù)運(yùn)動(dòng)，可探測(cè)近地空間環(huán)境大、小兩種尺度隨太陽(yáng)爆發(fā)的變化影響。如圖3所示，組成本發(fā)明星座系統(tǒng)的衛(wèi)星具體包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)I、太陽(yáng)翼2、熱控分系統(tǒng)、姿軌控分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)組成，太陽(yáng)翼2設(shè)置在平臺(tái)結(jié)構(gòu)I相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)，熱控分系統(tǒng)、姿軌控分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)均設(shè)置在平臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且與綜合電子計(jì)算機(jī)連接。具體地，上述的S波段小型空間路由器安裝于測(cè)控分系統(tǒng)內(nèi)，組成空間網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)一星通全網(wǎng)功能。本發(fā)明的上述星座系統(tǒng)可通過(guò)一箭多星發(fā)射，衛(wèi)星自行變軌組網(wǎng)或由運(yùn)載火箭發(fā)射上面級(jí)異軌機(jī)動(dòng)組網(wǎng)而成，后種方式有利于保證衛(wèi)星設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化和通用性，更加適合該星座系統(tǒng)。本實(shí)例中，采用三顆衛(wèi)星組成本發(fā)明的星座系統(tǒng)，但是，需要說(shuō)明的是，本發(fā)明并不限定具體的衛(wèi)星的數(shù)量，只要衛(wèi)星的數(shù)量不少于三顆，且分布于高度約895km的軌道的衛(wèi)星不少于一顆，分布于高度約727km的軌道的衛(wèi)星不少于兩顆即可。因此，以上采用三顆衛(wèi)星，且其中一顆位于高度約895km的軌道，另兩顆位于高度約727km的軌道只是一個(gè)實(shí)施例，并不用于限定本發(fā)明。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過(guò)上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對(duì)于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，包括至少三顆以上衛(wèi)星，所述三顆衛(wèi)星分別分布在兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道上，所述各衛(wèi)星進(jìn)一步包括綜合電子計(jì)算機(jī)和太陽(yáng)觀測(cè)載荷以及近地空間環(huán)境探測(cè)載荷，所述太陽(yáng)觀測(cè)載荷和近地空間環(huán)境探測(cè)載荷均與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接，所述綜合電子計(jì)算機(jī)直接與地球地面站通信，且所述三顆衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間自組網(wǎng)通信連接。
2.如權(quán)利要求I所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道分別為高度約895km的軌道和高度約727km的軌道，且所述各衛(wèi)星中，至少I顆衛(wèi)星位于高度約895km的軌道，至少2顆衛(wèi)星位于高度約727km的軌道，兩者之間距離約60-100km。
3.如權(quán)利要求2所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述兩條軌道的降交點(diǎn)地方時(shí)均選擇為18 00o
4.如權(quán)利要求I所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)觀測(cè)載荷具體包括太陽(yáng)高分辨寬波段高能輻射譜儀、萊曼a望遠(yuǎn)鏡、Ha和白光全日面望遠(yuǎn)鏡和甚低頻射電頻譜儀，所述太陽(yáng)高分辨寬波段高能輻射譜儀、萊曼a望遠(yuǎn)鏡、Ha和白光全日面望遠(yuǎn)鏡和甚低頻射電頻譜儀均與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接，用于多波段同時(shí)觀測(cè)太陽(yáng)上兩類最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象耀斑和日冕物質(zhì)拋射(CME)，研究耀斑和日冕物質(zhì)拋射的相互關(guān)系和形成規(guī)律。
5.如權(quán)利要求I所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述近地空間環(huán)境探測(cè)載荷具體包括多向粒子分析儀、空間磁場(chǎng)矢量分析儀、磁感應(yīng)磁力儀、等離子體空間結(jié)構(gòu)分析儀和能量粒子空間結(jié)構(gòu)分析儀，所述多向粒子分析儀、空間磁場(chǎng)矢量分析儀、磁感應(yīng)磁力儀、等離子體空間結(jié)構(gòu)分析儀和能量粒子空間結(jié)構(gòu)分析儀均與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)爆發(fā)與地球空間環(huán)境響應(yīng)因果鏈的探測(cè)。
6.如權(quán)利要求I所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述每顆衛(wèi)星的重量約280kg,有效承載能力約60-80kg。
7.如權(quán)利要求I所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星還攜帶S波段小型空間路由器，所述各衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間通過(guò)所述S波段小型空間路由器實(shí)現(xiàn)星間通信，實(shí)現(xiàn)星座內(nèi)部信息共享與互通。
8.如權(quán)利要求I所述的用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，其特征在于，所述衛(wèi)星還包括平臺(tái)結(jié)構(gòu)、太陽(yáng)翼、熱控分系統(tǒng)、姿軌控分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)組成，所述太陽(yáng)翼設(shè)置在所述平臺(tái)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的兩側(cè)，所述熱控分系統(tǒng)、姿軌控分系統(tǒng)、推進(jìn)分系統(tǒng)、供配電分系統(tǒng)、測(cè)控分系統(tǒng)和數(shù)傳分系統(tǒng)均設(shè)置在所述平臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且與所述綜合電子計(jì)算機(jī)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于太陽(yáng)爆發(fā)-近地空間環(huán)境響應(yīng)探測(cè)的衛(wèi)星星座系統(tǒng)，包括至少三顆以上衛(wèi)星，三顆衛(wèi)星分別分布在兩條異面異構(gòu)的太陽(yáng)同步軌道上，各衛(wèi)星進(jìn)一步包括綜合電子計(jì)算機(jī)和太陽(yáng)觀測(cè)載荷以及近地空間環(huán)境探測(cè)載荷，太陽(yáng)觀測(cè)載荷和近地空間環(huán)境探測(cè)載荷均與綜合電子計(jì)算機(jī)連接，綜合電子計(jì)算機(jī)直接與地球地面站通信，且三顆衛(wèi)星的綜合電子計(jì)算機(jī)之間自組網(wǎng)通信連接。本發(fā)明可同時(shí)用于觀測(cè)太陽(yáng)爆發(fā)活動(dòng)和近地空間環(huán)境的因果響應(yīng)，適用于太陽(yáng)活動(dòng)-近地空間環(huán)境變化的一體化研究，具有多星組網(wǎng)、異軌異相分布、寬波段、多層次、因果鏈觀測(cè)、低成本的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B7/185GK102745342SQ201210215029
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月26日
發(fā)明者俞杭華, 張偉, 王偉, 韓旭 申請(qǐng)人:上海衛(wèi)星工程研究所