卫星是数量最多的空间飞行器,是利用空间资源环境,为经济社会各领域用户提供通信广播、导航定位授时、地球综合观测及其他产品与服务的天地一体化设施。卫星的分类方式较多,可以按照所处轨道、应用领域以及重量进行分类。其中,人造卫星主要所使用的主要轨道如表 16 所示。
同时,卫星可以按照应用领域分类,当前应用较为广泛的卫星主要为通信卫星、导航卫星以及遥感卫星(对地观测卫星)。其他还包括一些教育、科研用卫星等,但由于数量占比较少,本报告不做过多分析。卫星按照应用领域分类如图 40 所示。
一套完整的卫星系统由功能配套、长期持续稳定运行的空间系统与地面系统组成。具体各分系统构成情况如图 41 所示。
空间系统概述
在空间系统方面,尽管卫星按其应用领域分类众多,但空间系统一般均由有效载荷和保障系统两大类分系统构成。有效载荷用于直接完成特定的航天任务,保障系统用于保障卫星从火箭起飞到工作寿命终止星上所有分系统的正常工作,其中各种卫星的保障系统基本均由结构系统、热控制系统、电源系统、姿控系统、轨控系统及测控系统构成,卫星空间系统各分系统的具体功能如表 17 所示。
与导弹及火箭整机系统类似,卫星的设计、研发及制造也属于系统工程,研制一颗传统的新型卫星周期可达 5-8 年(小卫星或微小卫星研制周期有所不同,一般较短),而在研制发射成功后,其结构、电源、姿态和轨道控制等分系统构成的保障系统平台一般可继续用于其他新研制的相同类型及规模的卫星,缩短未来型号的研制周期及降低成本。卫星研制的简略技术流程如图 42 所示。
卫星所处的在轨工作环境一般为真空、高低温交变、强电磁辐射等恶劣环境,因此卫星具有不可维修性、自主工作性的特点。在此条件下,卫星保障系统的性能指标主要包括尺寸、质量、功耗、寿命、可靠性、遥测参数、遥控指令等,而在有效载荷方面,其性能指标与卫星的应用领域有关,如遥感卫星中的对地观测卫星有效载荷要考虑相机分辨率、数据传输速率、数据压缩比、信息存贮容量等。
地面系统概述
卫星地面系统则主要由地面测控系统及地面应用系统构成。其中,地面测控系统由跟踪测量系统、遥测系统、遥控系统、实时计算机处理系统、显示记录系统、时间统一系统、通信系统以及事后数据处理系统各分系统共同组成。
卫星地面应用系统根据卫星应用领域差异而有所不同,本报告将重点分析当前应用市场规模较大的卫星遥感应用系统、卫星导航应用系统以及卫星通信应用系统。各类卫星地面应用系统的具体应用领域及具体设备产品如表 19 所示。
开运联合航天卫星管家
开运联合致力于卫星应用软件的自主化和产业化,在卫星地面支撑系统服务能力与数据处理应用领域不断深耕,在挖掘市场需求的同时,攻克与积累了大量关键性技术,并开发出一系列解决市场痛点的解决方案、平台化产品和服务。