蒋 虎,胡海鹰,龚文斌

(1.上海微小卫星工程中心,上海 200050;2.中科院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050)

0 引 言

考虑到覆盖范围广的特点,目前,国际上导航卫星所选取的轨道通常是中高轨道。比如美国的GPS导航系统,卫星轨道高度是20 200 km左右;俄罗斯GLONASS导航系统,卫星高度为:19 100 km左右;欧盟的GALILEO导航系统,卫星高度为23 000 km左右;中国的北斗一号导航系统,卫星高度为35 786 km;中国的北斗二号COMPASS导航系统[1],采用了多样化的卫星高度和卫星倾角,即采用了混合星座形式,卫星高度分别为20 000多km,36 000 km,轨道倾角为55°或0°,由于导航系统的卫星处于中高轨道,该空间区域受到地球外辐射带影响，因此,考察该区域的空间环境将对导航卫星抗辐射设计提供一定的参考作用，文中,针对外辐射带对20 000多公里和36 000 km轨道高度区域的空间环境进行了仿真分析。

1 地球辐射带

太阳发出的带电粒子被地球磁场俘获,并被束缚在离地表一定距离的空间区域,形成若干条带电粒子带， 这一现象被发现于上世纪中叶。 美国科学家范艾伦在上世纪中叶根据“探险者”的观测资料首先证实了内辐射带的存在,并给出了内辐射带结构和范围,同时发现内辐射带外面还有另一条带电粒子带,即外辐射带，它们被称为内范艾伦带和外范艾伦带[2]，如图1所示,地球内外辐射带对称于地球赤道排列。内辐射带的中心约在1.5个地球半径,范围限于磁纬±之间。外辐射带位于地面上空约2～3个地球半径处,厚度约为6 000 km,范围可延伸到磁纬50°～60°.