针对传统侦察星座目标单一、弹性低的问题,提出了多等级区域侦察弹性星座的设计方法.该方法将星座设计过程按区域等级信息分为多个子星座逐步设计,直到整体星座对所有的区域性能满足设计要求.以区域被划分为3个等级为例,首先对星座设计需求、设计指标及设计步骤进行了分析.其次推导了地面最低分辨率和轨道高度的关系并确定了不同子星座的轨道高度.最后考虑轨道倾角、一箭多星发射、光照和升交点漂移同步约束,构建基础星座、子星座1和子星座2的优化模型.最终设计星座为3层混合星座,共8个轨道面和70颗卫星,星座对各等级区域的最大重访时间分别为10937 s,12241 s和17437 s,弹性指数为22.13％,24.20％和63.61％.结果表明该方法设计的星座可实现对区域覆盖和弹性分级的设计要求,证明了方法的有效性.对比Walker星座设计方法,在同等设计要求下,Walker星座所需卫星数为156颗,多等级区域侦察弹性星座所需卫星数远低于Walker星座,结果进一步证明了该星座设计方法的优越性.
星座设计 弹性 区域覆盖 一箭多星 多等级区域