《表1 部分巨星座建设计划》

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《基于TLE的低轨巨星座控制研究》

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近年来低轨星座发展迅速，很多公司提出了巨星座建设计划[1]。新一代铱星星座由66颗工作星和9颗备份星组成，全部由SpaceX公司的猎鹰9号运载火箭发射[2]。2017年至2019年，猎鹰9号火箭通过8次发射，将75颗铱星送入太空，其中第6次发射5颗卫星，其余各次每次发射10颗卫星，目前新一代铱星已经完成组网。铱星星座共有6个轨道面，每个轨道面均匀部署11颗卫星，相邻两星之间的理论相位差为32.727?，轨道高度约为774.63 km（地球半径6378.14 km），倾角约为86.39?，卫星质量约为860 kg。一网计划建设一个由648颗卫星组成的星座，其中48颗为备份星[3]。一网星座轨道面个数为12，预计每个轨道面均匀部署49颗卫星，相邻两星之间的理论相位差为7.347?，轨道高度约为1200 km，倾角约为87.90?，卫星质量约为147.5 kg。SpaceX公司计划建设星链巨星座，预计2025年左右建成由12 000颗卫星组成的星座，后期可拓展至42 000颗卫星[4]。早期12 000颗卫星中，约1600颗部署在高度550 km、倾角53?的轨道上，约2800颗部署在高度1150 km的轨道上，约7500颗部署在高度340 km的轨道上。星链第0批卫星共有60颗，其中少数卫星未能部署在工作轨道面，相邻两星之间的理论相位差为6?，高度约为550 km，倾角约为53?，卫星质量约为227 kg。亚马逊公司计划建设“柯伊伯”星座，该星座由3236颗卫星组成，其中784颗部署在590 km高度轨道，1296颗部署在610 km高度轨道，1156颗部署在630 km高度轨道[5]。表1给出了各星座的基本信息[1-6]，需要说明的是，由于数据来源多处，而且运营商发布的信息经常在变动，所以表中信息只是作为参考。与中地球轨道（medium Earth oribit，MEO）星座相比，低轨星座中卫星运行周期较短，不同卫星间100 m平半长轴差一天引起的相位漂移，低轨道卫星（low Earth orbit，LEO）约为0.1?，MEO约为0.003 61?。由于巨星座卫星数量较多，考虑星间安全等因素，其构型保持精度更高，维持控制更为复杂。