任俊亮，邢清华，李龙跃

(1.空军工程大学 防空反导学院，陕西 西安　710051； 2.中国人民解放军93704部队，北京　101100)



局部空域覆盖的回归轨道预警星座设计方法*

任俊亮1，2，邢清华1，李龙跃1

(1.空军工程大学 防空反导学院，陕西 西安710051； 2.中国人民解放军93704部队，北京101100)

摘要：针对低轨预警卫星星座设计问题，提出一种局部空域覆盖的回归轨道预警星座设计方法。根据可能来袭弹道确定需覆盖的空域，利用目标与卫星的可见性条件，求出能有效覆盖的卫星位置集合，以时间覆盖缝隙最小化为目标建立星座的优化模型，并给出基于最优轨道的求解算法。实例分析发现，对实例中空域的无时缝覆盖只需要8颗卫星。

关键词：反导；预警；卫星；星座；回归轨道；算法

0引言

低轨天基预警卫星星座是反导预警系统的重要组成部分，低轨预警卫星星座设计是否合理对反导拦截的成功具有重要意义。目前低轨预警卫星星座主要是美国的空间跟踪与监视系统(STSS)，它由约20～30颗地球低轨道卫星及相关地面设备组成[1]，但STSS存在规模大、设计复杂且造价高昂等问题。

现有对于星座设计的研究主要是针对通信与导航卫星星座[2-4]以及对地观测卫星星座[5-7]等领域，对于预警卫星星座的研究主要是以STSS为基础，对星座的全球覆盖性进行研究[8-13]。对低轨预警卫星星座设计方法的研究，主要是根据覆盖性能确定STSS所采用的walker星座的相关参数。例如，文献[14]从STSS的任务出发，认为卫星轨道会采用太阳同步极地近圆轨道，并对轨道高度、倾角以及星座规模进行了分析，给出了walker星座不同参数下的覆盖情况，认为STSS最有可能采用24 /3 /2的Walker星座以实现对全球的不间断探测。……