نوع مقاله : مقاله منتخب

نویسندگان

1 دانشگاه بین‌المللی امام خمینی ره - مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین‌زهرا

2 دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران

چکیده

در این مقاله تلاش شده ویژگی‌های مداری یک منظومه متشکل از 24 ماهواره نزدیک زمین بررسی شود. در این ‌بین، منظومه‌هایی مبتنی بر طرح دلتای واکر درنظر گرفته شده که شامل مدل‌های تک‌منتظم (یک منظومه) و دومنتظم (دو منظومه تودرتو) می‌شوند. به‌منظور مقایسه‌پذیری فرض شده که دوره مداری تمامی ماهواره‌ها 127 دقیقه بوده و با توجه‌ به ارتفاع بیشینه 2000 کیلومتری، سه مقدار خروج ‌از مرکز صفر (دایره)، 0.19 (با اوج 2000 کیلومتری) و 0.097 (2÷0.19=) با بیشترین زمان حضور روی منطقه مأموریت لحاظ شده است. به‌منظور محدود کردن فضای جستجو، میل تمامی مدارها 40 درجه فرض شده و سه مقدار 320، 340 و 360 درجه برای آرگومان حضیض در مدارهای بیضوی لحاظ شده است. با بررسی سناریوهای مختلف دیده می‌شود که با فرض ضرورت وجود دست‌کم دو ماهواره در دید، اصولاً زاویه آرگومان حضیض 320 درجه بهترین پوشش در ازای کم‌ترین انحراف‌معیار ارائه می‌کند. مدارهای با خروج‌ از مرکز بالاتر با صرف‌نظر از تغییرات در قدرت سیگنال، عملکرد بهتری دارند. این در حالی است که پیکربندی‌های دومنتظم می‌توانند با تعداد ماهواره در دید بیشتری همراه باشند که البته اصولا با انحراف‌معیار بیشتری همراه است. در کل، انتخاب از میان طرح‌های مختلف تنها با توجه به نیازمندی‌های ماموریتی امکان‌پذیر است و صرفا یک طرح را نمی‌توان نسبت به دیگران برتر دانست

کلیدواژه‌ها

موضوعات

## M. Sweeting, “Modern small satellites-changing the economics of space,” Proc. IEEE, vol. 106, no. 3, pp. 343–361, 2018.##
## D. Arnas, D. Casanova, and E. Tresaco, “Time distributions in satellite constellation design,” Celest. Mech. Dyn. Astron., vol. 128, no. 2, pp. 197–219, 2017.##
## I. del Portillo, B. G. Cameron, and E. F. Crawley, “A technical comparison of three low earth orbit satellite constellation systems to provide global broadband,” Acta Astronaut., vol. 159, pp. 123–135, Jun. 2019, doi: 10.1016/j.actaastro.2019.03.040.##
## T. Wu, S. Wu, and L. Zhu, “Design of common track satellite constellations for optimal regional coverage,” in 2006 6th International Conference on ITS Telecommunications, 2006, pp. 1252–1255.##
## N. Pachler, I. del Portillo, E. F. Crawley, and B. G. Cameron, “An Updated Comparison of Four Low Earth Orbit Satellite Constellation Systems to Provide Global Broadband,” in 2021 IEEE International Conference on Communications Workshops (ICC Workshops), Jun. 2021, pp. 1–7. doi: 10.1109/ICCWorkshops50388.2021.9473799.##
## S. D. Ilcev, Global Mobile Satellite Communications: For Maritime, Land and Aeronautical Applications. Springer Science & Business Media, 2005.##
## D. Martin, P. Anderson, and L. Bartamian, Communication Satellites, 5th edition. El Segundo, California : Reston, Virgina: AIAA, 2007.##
## J. G. Walker, “Continuous whole-earth coverage by circular-orbit satellite patterns,” Royal Aircraft Establishment Farnborough (United Kingdom), 1977.##
##  L. Rider, “Optimized polar orbit constellations for redundant earth coverage,” J. Astronaut. Sci., vol. 33, pp. 147–161, 1985.##
## K. Park, M. P. Wilkins, and D. Mortari, “Uniformly distributed flower constellation design study for global navigation system,” 2004. ##
##  J. Zhang, F. Deng, X. He, L. Li, and L. Zhang, “Designing LEO retrograde orbit satellite constellation for regional coverage,” in 22nd AIAA International Communications Satellite Systems Conference & Exhibit 2004 (ICSSC), 2004, p. 3159.##
## D.-M. Ma, “Regional positioning system using low earth orbit constellations,” Acta Astronaut., vol. 58, no. 8, pp. 387–394, 2006.##
##R. L. Galski, “Preliminary Design of Satellite Constellations for a Brazilian Regional Positioning System by Means of an Evolutionary Algorithm,” J. Aerosp. Eng., vol. 4, no. 1, p. 52, 2012.##
## D.-M. Ma, Z.-C. Hong, T.-H. Lee, and B.-J. Chang, “Design of a micro-satellite constellation for communication,” Acta Astronaut., vol. 82, no. 1, pp. 54–59, 2013.##
##S. Wu, X. Zhao, C. Pang, L. Zhang, and Y. Wang, “A new strategy of stochastic modeling aiming at BDS hybrid constellation in precise relative positioning,” Adv. Space Res., vol. 63, no. 9, pp. 2757–2770, May 2019, doi: 10.1016/j.asr.2018.04.007.##
## X. He and U. Hugentobler, “Design of Mega-Constellations of LEO Satellites for Positioning,” in China Satellite Navigation Conference (CSNC) 2018 Proceedings, May 2018, pp. 663–673. doi: 10.1007/978-981-13-0005-9_54.##
## F. Ma et al., “Hybrid constellation design using a genetic algorithm for a LEO-based navigation augmentation system,” GPS Solut., vol. 24, no. 2, p. 62, Mar. 2020, doi: 10.1007/s10291-020-00977-0.##
## H. Curtis, Orbital Mechanics for Engineering Students: Revised Reprint. Butterworth-Heinemann, 2020. ##
## D. Arnas and D. Casanova, “Nominal definition of satellite constellations under the Earth gravitational potential,” Celest. Mech. Dyn. Astron., vol. 132, no. 3, pp. 1–20, 2020.##
## M. N. Pachery and M. R. Bhatnagar, “Double differential modulation for LEO-based land mobile satellite communication,” IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst., vol. 56, no. 4, pp. 3339–3346, 2020.##
## G. Maral, J.-J. de Ridder, B. G. Evans, and M. Richharia, “Low earth orbit satellite systems for communications,” Int. J. Satell. Commun., vol. 9, no. 4, pp. 209–225, 1991.##
## S. Cakaj, B. Kamo, A. Lala, and A. Rakipi, “The coverage analysis for low earth orbiting satellites at low elevation,” Int. J. Adv. Comput. Sci. Appl., vol. 5, no. 6, 2014.##