本书结合多年科学研究成果，针对全球、区域、纬度带等不同覆盖要求，以及某些特殊设计需求，提出了混合、异构、推扫等多种星座轨道构型，并详细介绍了6种卫星星座的轨道设计方法。本书分为7章，其中，第1章系统介绍了卫星星座的分类、基础知识以及几类典型的卫星星座。第2章研究了全球覆盖星座的设计方法。第3章针对四种区域覆盖星座类型，研究了其轨道设计方法及特点。第4章基于卫星环的概念，针对纬度带覆盖星座的轨道设计开
展了研究。第5章分析了5类异构卫星星座的设计方法，并对异构预警星座进行了针对性研究。第6章着重研究了由携带不同载荷卫星组成的混合星座的特点及设计方法。第7章针对区域全覆盖这种特殊需求，设计了并行与串行两类推扫星座。本书内容新颖，突出实际和应用，可供从事航天器设计与应用方面管理人员和工程技术人员使用，也可作为高等院校研究生、本科生的教学参考书。
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第1章 卫星星座的基本知识 141.1 卫星星座的定义 14
1.2 卫星星座的分类 16
1.3 卫星星座轨道设计基础 191.3.1 基本轨道参数 19
1.3.2 典型的卫星轨道类型 21
1.3.3 几种特殊的轨道类型 27
1.3.4 地面轨迹分离数 32
1.4 典型的卫星星座 351.4.1 导航卫星星座 35
1.4.2 通信卫星星座 48
1.4.3 导弹预警卫星星座 57
第2章 全球覆盖星座设计方法 622.1 Walker星座及其描述方式 62
2.2 星形星座设计方法 63
2.3 δ星座设计方法 642.3.1 δ星座的特点 64
2.3.2 δ星座结构参数模型 66
2.3.3 相位因子的设计方法 67
2.4 玫瑰星座设计方法 70
2.5 σ星座设计方法 71
2.6 Ω星座设计方法 75
2.7 复合Walker星座设计方法 76
第3章 区域覆盖星座设计方法 803.1 区域覆盖轨道类型 803.1.1 地球静止轨道GEO 80
3.1.2 倾斜地球同步圆轨道IGSCO 81
3.1.3 倾斜地球同步椭圆轨道IGSEO 82
3.1.4 大椭圆轨道HEO 84
3.2 基于GEO的区域覆盖星座设计方法 85
3.3 基于IGSO的区域覆盖星座设计方法 873.3.1 基于IGSCO的区域覆盖星座设计方法 87
3.3.2 基于IGSEO的区域覆盖星座设计方法 89
3.4 基于HEO的区域覆盖星座设计方法 923.4.1 大椭圆轨道设计 92
3.4.2 大椭圆轨道星座设计 94
3.5 典型区域导航星座设计与仿真 953.5.1 轨道选择 95
3.5.2 星座设计 96
3.5.3 导航性能仿真 99
第4章 纬度带覆盖星座设计方法 1014.1 纬度带覆盖的含义 101
4.2 卫星环的覆盖特性 1024.2.1 单颗卫星的覆盖特性 102
4.2.2 圆轨道卫星环的覆盖特性 104
4.2.3 椭圆轨道卫星环的覆盖特性 106
4.3 基于圆轨道的纬度带覆盖星座设计方法 1104.3.1 卫星环的拼接 110
4.3.2 基于卫星环的纬度带覆盖星座设计方法 111
4.3.3 仿真分析与性能对比 114
4.4 基于椭圆轨道的纬度带覆盖星座设计方法 1184.4.1 椭圆轨道设计 118
4.4.2 椭圆轨道卫星环设计 119
4.5 典型纬度带通信星座设计与仿真 1214.5.1 中椭圆轨道设计与仿真 121
4.5.2 中椭圆轨道卫星环设计与仿真 123
4.5.3 星间链路设计与仿真 126
第5章 异构星座设计方法 1285.1 异构星座的特点 128
5.2 典型异构星座设计方法 1295.2.1 轨道形状不同的异构星座 129
5.2.2 轨道倾角不同的异构星座 132
5.2.3 轨道高度不同的异构星座 134
5.2.4 轨道平面分布不均匀的异构星座 135
5.2.5 轨道平面内卫星分布不均匀的异构星座 135
5.3 异构预警星座设计与仿真 1355.3.1 星座构型分析 136
5.3.2 星座轨道设计 136
5.3.3 星间链路设计 141
第6章 混合星座设计方法 1436.1 混合星座的概念 143
6.2 混合侦察星座的特点 1446.2.1 混合侦察星座的组成和功能 144
6.2.2 混合侦察星座的工作模式 145
6.3 混合侦察星座的设计方法 1466.3.1 轨道高度设计 147
6.3.2 轨道倾角设计 148
6.3.3 升交点赤经设计 149
6.3.4 相位差设计 151
6.3.5 成像载荷侧视角设计 152
6.4 典型混合侦察星座设计与仿真 1536.4.1 初始条件 154
6.4.2 轨道设计 154
6.4.3 初始相位设计 155
6.4.4 探测性能仿真 156
第7章 推扫星座轨道设计方法 1607.1 推扫星座的特点 1607.1.1 区域间隔全覆盖 160
7.1.2 覆盖区域拼接推扫 161
7.2 推扫区域的确定方法 163
7.3 推扫星座卫星数量的确定方法 165
7.4 并行推扫星座构型设计方法 167
7.5 串行推扫星座构型设计方法 172
7.6 典型推扫星座设计与仿真 1767.6.1 并行推扫星座设计与仿真 176
7.6.2 串行推扫星座设计与仿真 179
参考文献 182
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