国外超低轨卫星计划及环境效应研究进展

低轨道卫星系统的发展及面临的挑战低轨道卫星系统（Low Earth Orbit Satellite System，简称LEO卫星系统）是一种具有广泛应用前景的卫星通信系统。

它在近地轨道上运行，距离地球较近，具备较低的通信延迟和更高的传输速率。

本文将探讨低轨道卫星系统的发展趋势，同时也分析其所面临的挑战。

一、发展趋势随着信息技术的快速发展和对移动通信的不断需求，低轨道卫星系统在近年来得到了快速发展。

下面从技术、应用和市场三个方面来论述低轨道卫星系统的发展趋势。

1. 技术趋势LEO卫星系统的技术核心是卫星网络和地面终端设备。

卫星网络采用星座结构，通过多颗卫星之间的无线通信实现信息传输。

近年来，卫星通信技术不断创新，如高效的调制解调技术、自适应波束成形技术等的应用，使得LEO卫星系统的数据传输速率和通信质量得以大幅提升。

另外，地面终端设备也在不断升级，完善和全面实施创新的通信协议。

这使得用户能够更加方便地接入低轨道卫星系统，实现高速、稳定的通信。

2. 应用趋势目前，低轨道卫星系统已经广泛应用于通信、气象预报、导航定位等领域。

随着技术的进一步发展，未来的应用领域将更加丰富多样。

例如，低轨道卫星系统可以用于提供全球范围内的移动通信服务。

相比传统的地面通信基站，低轨道卫星系统可以实现更广阔的覆盖范围，为偏远地区居民提供通信服务，促进数字化和信息化进程。

此外，低轨道卫星系统还可以应用于商业领域，如农业、矿业和能源等。

农业领域可以利用卫星高精度遥感来监测农作物情况和土壤质量，提高农业生产效率；矿业和能源领域可以通过卫星数据实现资源勘探、环境监测和灾害预警等。

3. 市场趋势随着低轨道卫星系统技术的成熟和应用领域的拓展，市场前景非常广阔。

预计未来几年内，全球低轨道卫星系统市场规模将持续增长。

特别是在发展中国家，由于地域和基础设施的限制，传统的通信和互联网服务存在较大的缺口。

低轨道卫星系统能够填补这一空白，并提供高质量的通信服务。

欧洲伽利略卫星导航系统进展中徐芏月2伽利略系统进展2.1空间段2.1.1伽利略卫星星座伽利略卫星星座由30颗卫星组成（见图3）。

这些卫星均匀分布在3个中高度地球轨道上，其星座构形为Walker27/3/1，并有3颗在轨备份星。

卫星轨道高度为23616km,轨道倾角为560,设计寿命20年。

伽利略卫星(见图4）的尺寸为2，7m xl.2m xl.lm,太阳电池翼展开跨度13m, 发射质量700kg，功率1.6kW，主要有效载荷包括质量为130kg、功率为900W的导航载荷和质量为15kg、功率为50W的搜救转发器。

伽利略卫星发送连续的测距码和导航数据，即使在恶劣情况下，时钟坐标和导航数据每lOOmin上行注入一次，完好性数据每秒钟上行注入一次。

伽利略卫星提供10个右圆极化的导航信号和1个搜救信号。

依据国际电联的规定：导航信号分别在分配的无线电导航卫星系统频段1164~1215MHz、 1260—1300MHz和1559—1591MHz 内发射：搜救信号将在一个紧急服务预留频段( 1544—1545MHz)内广播。

系统采用码分多址( CDMA)扩频技术，各卫星以相同的频率发射信号。

伽利略卫星射频信号的调制除了采用传统的BPSK调刮技术外，还采用一种新的调制技术——二元补偿载波BOC调制。

与BPSK相比，这种调制方式具有较好的抗多路径效应、降低码噪声和易于信号跟踪等优点，将成为未来卫星导航与通信系统信号的有效调制手段。

2.1.2伽利略卫星有效载荷(1)导航有效载荷导航有效载荷主要包括：①授时系统：②信号产生子系统，对载波频率进行格式化、编码和调制；③无线电频率子系统，放大调制载波；④天线子系统，向用户发送导航信号；⑤C频段数据接收系统，负责接收导航电文和完好性数据。

其中，授时系统由星载原子钟以及相对应的功分器、功率合成器、频率分配网络、二次电源模块和锁相环( PLL)电路等部件构成。

星载原子钟是卫星授时系统的核心，包括2台铷钟和2台氢脉泽钟。

低轨卫星导航技术创新与应用研究在当今科技飞速发展的时代，卫星导航技术已成为我们生活中不可或缺的一部分。

从日常出行的导航应用到精准农业、航空航天等重要领域，卫星导航都发挥着关键作用。

而在众多卫星导航技术中，低轨卫星导航技术作为一项具有创新意义和广阔应用前景的技术，正逐渐引起人们的关注。

低轨卫星导航系统与传统的中高轨卫星导航系统相比，具有一些独特的优势。

首先，低轨卫星距离地面更近，信号强度更强，能够更好地穿透建筑物和障碍物，从而在城市峡谷等复杂环境中提供更稳定、更精确的定位服务。

其次，低轨卫星的运行速度更快，使得卫星信号的多普勒频移更大，这有助于提高定位的速度和精度。

此外，低轨卫星星座可以提供更多的观测角度和更频繁的更新，进一步增强了系统的可靠性和可用性。

在技术创新方面，低轨卫星导航面临着一系列的挑战和机遇。

信号处理技术是其中的关键之一。

由于低轨卫星的运动速度快，信号的多普勒频移较大，这就需要更先进的信号捕获和跟踪算法，以确保准确地获取和处理卫星信号。

同时，多系统融合技术也是一个重要的研究方向。

将低轨卫星导航与中高轨卫星导航系统、地面增强系统等进行融合，可以充分发挥各自的优势，提供更完善的导航服务。

在星座设计方面，如何优化卫星的轨道分布和数量，以实现全球覆盖和最优的定位性能，是一个需要深入研究的问题。

此外，为了提高系统的抗干扰能力和安全性，加密技术和抗干扰技术也在不断地发展和创新。

低轨卫星导航技术的应用领域十分广泛。

在智能交通领域，它可以为自动驾驶汽车提供更精确的定位和导航，提高交通安全和效率。

在物流配送中，能够实时跟踪货物的位置，优化运输路线，降低成本。

对于应急救援来说，低轨卫星导航能够在没有地面通信网络覆盖的地区，为救援人员提供准确的位置信息，争取宝贵的救援时间。

在农业方面，低轨卫星导航可以实现精准播种、施肥和灌溉，提高农业生产效率，减少资源浪费。

在航空领域，它为飞机的起降和航线规划提供更精确的引导，增强飞行安全性。

国外遥感卫星发展现状概述遥感卫星是指通过卫星传感器获取地球表面信息的一种技术手段。

随着科技的不断进步，国外各国在遥感卫星领域展开了广泛的研究和开发工作，取得了许多重大的成果。

本文将对国外遥感卫星发展现状进行概述。

一、美国遥感卫星发展美国是全球遥感卫星领域的领军国家，已经发射了多颗卫星以获取地球的遥感数据。

其中，最早的一颗遥感卫星是在1972年发射的LANDSAT-1，成为了美国遥感卫星的代表。

此后，美国陆续发射了多颗LANDSAT卫星，目前已经发射至LANDSAT-8此外，美国还发射了SPOT卫星，这是由法国、比利时和瑞典共同研制的一种遥感卫星系统。

SPOT卫星具有较高的分辨率和较大的覆盖范围，可以提供高质量的遥感数据。

美国的遥感卫星不仅在地球观测方面具有重要意义，还广泛应用于气象预报、环境监测、农业和林业等领域。

美国还建立了全球地球观测系统（GEOSS），整合了多个卫星数据源，提供全球范围内的遥感数据。

二、欧洲遥感卫星发展欧洲也在遥感卫星领域取得了重要进展。

欧洲空间局（ESA）是欧洲遥感卫星的主要研发机构，其最重要的遥感卫星是欧空局地球观测卫星（ERS）和欧洲高分辨率卫星（ERS）。

欧空局地球观测卫星是一颗多用途的遥感卫星，可以获取包括海洋、大气、陆地和冰层在内的地球各部分的遥感数据。

这些数据对于气象预报、气候变化研究和环境监测等方面都有重要意义。

欧洲高分辨率卫星是欧洲自主研制的一种高分辨率合成孔径雷达（SAR）系统，可以获得具有高分辨率和更强的穿透能力的遥感影像。

该卫星已经成功应用于数字地形模型制作、城市规划和土地利用研究等领域。

三、其他国家遥感卫星发展除了美国和欧洲，其他国家也在遥感卫星领域投入了大量的研究和开发工作。

俄罗斯自上世纪60年代起就开始发射静止遥感卫星，用于监测天气和资源等方面。

中国也在遥感卫星领域实现了重大突破。

中国的遥感卫星包括环境一号卫星、资源一号卫星和天鹰一号卫星等。

这些卫星在环境监测、农业、林业和城市规划等方面发挥了重要作用。

低轨卫星测控技术分析之一：Globalstar卫星轨道现状和控制历程Globalstar低轨移动卫星通信系统提供了全球无缝话音、信息和IoT服务，虽然该系统服役超过了20年，但在低轨移动卫星系统中，仍然一枝独秀，过去5年公司收入连续以7%速率增长，IoT业务年增长率更是超过14%。

Globalstar初始设计工作卫星数量48颗、分布在8个轨道面。

但从2013年2月6日最后一次发射到现在，只有35个卫星处于工作状态，没有公开资料能看出它现在的运行情况和服务能力。

我们对它的轨道现状和覆盖能力情况进行了分析，并通过真实数据分析了它的星座保持策略和实际控制效果。

结果表明Globalstar 系统现有的35个工作卫星基本均匀对地覆盖，尽管离设计的48颗有差距，但仍然可以为高纬度地面用户提供仰角大于10°、平均通话时间大于14m的全球无缝覆盖。

一、基本情况Globalstar从1998年02月14日一箭4星发射以来，共发射16次，将两代共84颗Globalstar卫星送入轨道，一代卫星和二代卫星的外形如图1所示，卫星采用弯管式转发器设计，馈线链路使用C频段、用户链路使用L和S频段。

截止2021年4月25日，有34个卫星处于工作状态、1个处于半工作状态，具体情况如下：（1）一代卫星1998年02月14～2007年10月20日，共发射12次、60颗一代卫星，每颗星重450公斤，设计寿命7.5年；（2）二代卫星2010年10月19日～2013年2月6日最后一次发射，共发射4次、24颗二代卫星，卫星重700公斤，设计寿命15年。

(a)一代 (b) 二代图1 Globalstar卫星外形二、轨道现状截止2021年4月，这35个卫星分布在8个轨道面，图2是它们在空间的分布情况，图3(a)是星下点分布图，可以看出35颗卫星分布比较均匀，图3(b)是它们天线对地覆盖情况，可以看出除了南北极外，基本覆盖全球。

图2 2021年4月35颗卫星空间分布(a) 实时星下 (b) 天线覆盖图3 2021年4月25日35颗卫星分布三、覆盖能力地面用户可见卫星的仰角越高，通信质量越好，但也意味着需要更多的卫星。

GNSS-R遥感国内外研究现状与发展趋势摘要：全球导航卫星系统(GNSS)不仅能够为空间信息用户提供全球共享的导航定位信息、测速、授时等功能，还可以提供长期稳定、高时间和高空间分辨率的L波段微波信号源。

近年来利用其作为外辐射源的遥感探测技术，GNSS-R反射信号遥感技术的兴起和发展格外引人注目。

这是一种介于被动遥感与主动遥感之间的新型遥感探测技术，可以看作为是一个非合作人工辐射源、收发分置多发单收的多基地L波段雷达系统，从而兼有主动遥感和被动遥感两者的优点，越来越受到人们的关注和青睐，先后开展了许多利用GNSS系统进行大气海洋陆面遥感等领域研究工作。

该文系统介绍了GNSS-R遥感技术的研究现状和发展趋势。

关键词：GNSS-R；遥感；反演；反射信号1引言全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)主要包括GPS、GLONASS、GALILEO、北斗系统。

随着对GNSS研究的深入，一些学者发现，GNSS除了具有能够为用户提供导航定位信息，测速、授时等功能外，还可以提供高时间分辨率的L波段微波信号，由此开辟了一个新的研究领域。

人们把基于GNSS反射信号的遥感技术，简称全球导航卫星系统反射信号遥感技术(Global Navigation Satellite System-Reflection, GNSS-R[1])。

2 GNSS-R遥感原理GNSS-R遥感技术的原理，是通过特殊的GNSS接收机接收直射和反射信号，通过码延迟和相关函数波形及其后沿特性进行分析，获取目标参数信息。

基于无线电物理微波信号散射理论，特别是利用双基地雷达传输方程，分析目标物反射信号与GNSS直接信号在强度、频率、相位、极化方向等参数之间的变化。

基于这种散射特性，反演反射面的粗糙度、反射率等，计算目标物的介电常数等参数，从而确定目标物的性质和状态。

3 GNSS-R应用针对GNSS-R 的应用国内外已经开展了相应的地基、机载和星载实验，其应用领域也由最初的海洋遥感，逐渐向陆面遥感扩展。

欧洲哥白尼计划的现状和未来文|李俊杰 陈卫荣 孙学娇中国资源卫星应用中心图1 哨兵家族卫星示意图（来自ESA）哨兵任务的目标如下：Sentinel-1：雷达观测任务，提供用于陆地和海洋服务的全天候昼夜雷达成像，同时可用于地表形变监测；Sentinel-1A于2014年4月发射，Sentinel-1B于2016年4月发射并在2022年8Sentinel-2：高分辨光学陆地观测任务，宽幅高分辨率双星多光谱成像，为美国陆地卫星（Landsat）和法国斯波特卫星（SPOT）任务的数据连续性和增强而设计，用于哥白尼计划的陆地和安全业务；Sentinel-2A于2015年6月发射，Sentinel-2B于月发射。

Sentinel-3：中分辨陆地和海洋观测任务，为这些数据将以高空间分辨率每小时生成一次；卫星预计2024年发射。

Sentinel-5P/5：近地轨道全球大气观测任务，提供大气成分数据产品（如臭氧、二氧化氮、二氧化硫、甲烷和气溶胶光学厚度等），提供全球空气质量监测服务；Sentinel-5P于2017年10 Sentinel-5预计2025年发射。

Sentinel-6：绘制海平面图任务，量化和监测全球和区域海平面变化和海平面上升率，以支持海洋气象学和海洋学业务服务；Sentinel-6A年11月发射，Sentinel-6B预计2025年发射。

2．贡献任务哥白尼计划除了专用的哨兵卫星提供数据外，图2 哥白尼计划贡献任务卫星概览图（来自ESA）三、数据和信息服务哥白尼计划的数据和信息是通过一组服务提供给用户，大多数用户可在线获取。

哥白尼计划目前每天可提供16TB的数据，是世界上最大的空间数据提供商。

哥白尼计划的数据和信息主要通过以下两种方式对外提供服务：一是哥白尼数据空间生态系统，主要提供对地观测数据产品，也提供基于数据衍生的信息；二是哥白尼服务，面向6大应用领域提供专业信息服务，包括土地、海洋、大气、应急、安全和气候变化。

低轨卫星通讯的未来展望与挑战未来展望：低轨卫星通讯的重要性与发展趋势随着科技的飞速发展，人们对通信的需求也日益增长。

传统的地面通信所存在的局限性使得人们重新关注起卫星通讯，而低轨卫星通讯作为一种新兴的通信方式，正迅速崭露头角。

在未来，低轨卫星通讯有着广阔的发展前景和独特的挑战，这将对未来的通信方式产生深远的影响。

低轨卫星通讯之所以备受关注，是因为它具有许多优势。

首先，低轨卫星通讯可以提供广域覆盖，实现全球通信。

相比之下，传统的地面通信往往受限于地理条件和设备基础，无法做到无死角的通信。

其次，低轨卫星通讯具有较低的延迟特性，可以实现实时通信。

这对于一些对时效性要求较高的应用场景，如金融交易、物联网等，具有重要意义。

此外，低轨卫星通讯还具备较高的抗干扰和抗攻击能力，使其在信息安全方面有着独特的优势。

然而，低轨卫星通讯的发展也面临一些挑战。

首先，低轨卫星数量的增加会带来频谱资源的紧张。

低轨卫星通讯需要一定的频谱资源来完成通信任务，随着卫星数量的增加，频谱资源将面临竞争和分配难题。

其次，低轨卫星的上行和下行链路距离较长，会导致信号传输过程中的能量损耗和信号衰减。

这将对通信质量和覆盖范围产生一定的影响。

最后，低轨卫星通讯系统的建设和运营成本相对较高。

卫星的设计、发射、维护等环节都需要巨大的投资，这对于资金有限的机构和企业来说是一项巨大的挑战。

为了克服这些挑战，低轨卫星通讯需要在多个方面进行探索与创新。

首先，应加强对频谱资源的合理规划和管理，避免资源浪费和过度竞争。

其次，研发更高效的信号传输和接收技术，以提高通信质量和覆盖范围。

同时，应注重研发卫星终端设备，使其更加智能、小型化，以满足不同使用场景的需求。

此外，与其他通信方式进行整合，如地面通信、光纤通信等，也是未来发展的重要方向。

低轨卫星通讯的未来发展与挑战既充满了希望，又充满了不确定性。

如何在发展中平衡各种利益，在面临的挑战中寻找创新解决方案，将是低轨卫星通讯领域需要思考和努力的问题。

一、概述低轨通信卫星是指运行在地球低轨道上的通信卫星，其轨道高度一般在100至2000公里之间。

低轨通信卫星具有较低的信号传输延迟和较高的传输速率，被广泛应用于移动通信、互联网接入、航空航天等领域。

本报告将详细分析2024年低轨通信卫星行业的发展状况、市场规模、竞争格局以及未来趋势。

二、发展状况1.行业发展态势低轨通信卫星行业在2024年继续保持着稳定的增长态势。

随着科技的不断进步，通信卫星的功能和性能得到了进一步提升，为行业的发展提供了有力的推动力。

此外，数字经济的迅速崛起，也为低轨通信卫星行业带来了巨大的市场需求。

2.技术进步在2024年，低轨通信卫星行业取得了一系列重要的技术突破。

首先是通信卫星的重量和体积得到了大幅度的减小，使其更适合低轨道运行，并且降低了发射成本。

其次，通信卫星的传输速率得到了大幅提升，可以满足更多用户的需求。

此外，通信卫星的传输延迟也大幅降低，提高了用户的体验。

三、市场规模1.市场规模分析低轨通信卫星行业在2024年的市场规模达到了XX亿元，同比增长XX%。

国内市场规模占据了行业的大部分份额，但国际市场的增长潜力也值得关注。

未来几年，低轨通信卫星行业的市场规模有望继续保持高速增长。

2.市场竞争格局目前，低轨通信卫星行业的市场竞争格局相对较为分散，存在着多家企业竞争的局面。

国内企业通过技术创新和市场拓展取得了较为明显的竞争优势。

然而，随着行业的深入发展，竞争将会进一步加剧，企业间的技术实力和市场份额将成为竞争的关键。

四、未来趋势1.技术创新未来几年，低轨通信卫星行业将继续面临技术创新的挑战和机遇。

新一代通信卫星将更加注重传输速率和延迟的提升，以满足用户对高质量通信的需求。

同时，新的技术手段如5G的引入将进一步推动低轨通信卫星行业的发展。

2.市场需求随着数字经济的快速发展，对高速、稳定、安全的通信需求也将持续增长。

移动通信、互联网接入、航空航天等领域对低轨通信卫星的需求将会进一步扩大。

第44卷第1期航天返回与遥感2023年2月SPACECRAFT RECOVERY & REMOTE SENSING93低轨大型遥感星座发展现状及其关键技术柯知非黄石生李玉良乔凯滕飞阮航王晓婷魏楚奇马星亮（北京跟踪与通信技术研究所，北京100094）摘要近年来，低轨大型遥感星座计划发展迅速，高频次、低成本、弹性高的大型低轨遥感星座系统成为了各国争相发展的技术。

文章概述了Flock、Capella、BlackSky Global、Lemur-2、NewSat等低轨大型遥感星座的发展现状，以及中国大型遥感星座的基本情况；在此基础上，分别从遥感星座涉及的通信网络、自主协同、星座部署、星座管控、信息处理等5个方面，就低轨大型遥感星座涉及到的多载荷任务协同、星上自主任务规划、快速响应调度、星箭一体化设计、卫星星座构型设计、星座智能管控、遥感图像数据融合、星座数据处理等关键技术进行了总结分析，并对未来的发展趋势进行了阐述。

关键词低轨星座遥感卫星星间通信卫星任务规划星座部署卫星信息处理中图分类号: P151文献标志码: A 文章编号: 1009-8518(2023)01-0093-09DOI: 10.3969/j.issn.1009-8518.2023.01.010Research on the Development Status and Key Technologies of LargeLEO Remote Sensing ConstellationsKE Zhifei HUANG Shisheng LI Yuliang QIAO Kai TENG Fei RUAN Hang WANG XiaotingWEI Chuqi MA Xingliang（Beijing Tracking and Communication technology Institute, Beijing 100094, China）Abstract In recent years, the large LEO remote sensing constellation project has developed rapidly. With high frequency, low cost and high flexibility, the large LEO remote sensing constellation system has become a technology that countries are competing to develop. Firstly, the development status of LEO large remote sensing constellations such as Flock, Capella, Blacksky Global, Lemur-2, Newsat and the basic overview of China's large remote sensing constellations are summarized. On this basis, from the five aspects of communication network, remote sensing monitoring, constellation deployment in management and control, and information processing involved in the remote sensing constellation, the technologies involved in the LEO large-scale remote sensing constellation, such as multi payload task coordination, on-board autonomous task planning, rapid response scheduling, satellite rocket integration design, satellite constellation configuration design, constellation intelligent management and control, remote sensing image data fusion, constellation data processing, are summarized and studied, and its research direction is described.Keywords LEO constellation; remote sensing satellite; intersatellite communication; satellite scheduling; constellation deployment; information processing on satellite收稿日期：2022-08-24基金项目：高分辨率对地观测系统重大专项（GFZX040412）引用格式：柯知非, 黄石生, 李玉良, 等. 低轨大型遥感星座发展现状及其关键技术[J]. 航天返回与遥感, 2023, 44(1): 93-101.KE Zhifei, HUANG Shisheng, LI Yuliang, et al. Research on the Development Status and Key Technologies of Large94航天返回与遥感2023年第44卷0 引言当前遥感技术为国土、应急、减灾、环保、水利、农业、气象等多个领域提供了重要应用，世界各国各行业对航天遥感应用的需求日益增加，推动了商业遥感卫星应用的不断发展。

微型卫星：低成本太空探索方案近年来，随着科技的迅速发展和商业航天的崛起，微型卫星逐渐成为太空探索领域的重要组成部分。

与传统大型卫星相比，微型卫星具备了更低的发射成本、更短的开发周期和更高的灵活性等显著优势，使得其在科学研究、环境监测、通信服务等应用中的作用愈加凸显。

本文将探讨微型卫星的定义、发展历程、技术特点及其在低成本太空探索中的应用。

微型卫星的定义微型卫星通常是指质量在10至100公斤之间的小型卫星。

根据国际上普遍采用的划分标准，微型卫星可以细分为几种类型，如纳米卫星（1-10公斤）、微卫星（10-100公斤）等。

它们体积小、重量轻，因而在发射时可以与其他载荷共享火箭，从而有效降低发射成本。

这一特点使得微型卫星在过去十年中迅速成为各国航天机构及私营企业争相研发的热点。

微型卫星的发展历程微型卫星的发展可以追溯到20世纪90年代，当时一些高校和研究机构开始尝试制造小型科研卫星。

2003年，第一颗真正意义上的商业微卫星——“DOVE”号被发射，这标志着微型卫星商业化进程的开始。

随后，随着发射能力的提升及技术不断进步，越来越多的国家和企业纷纷加入到微型卫星的研发中。

进入21世纪以来，微型卫星得到了飞速发展。

在美国，NASA和其他私人航天公司如SpaceX、Blue Origin开始积极布局微型卫星市场。

在中国，由于国家对空间科学与技术的大力支持，各类院校和科研机构也相应地展开了一系列微型卫星项目，如“雀翱”等。

微型卫星的技术特点1. 低成本设计微型卫星的一大优势就是其低成本设计。

这是由于其使用了模块化设计理念，可以根据任务需求对不同模块进行组合和优化。

此外，很多微型卫星采用现有的商业现成部件（COTS），进一步降低了制造和开发成本。

2. 快速开发与发射能力与传统大型卫星相比，微型卫星从概念到发射所需的时间大幅缩短。

一般情况下，微型卫星的开发周期仅需几个月至一年，而大型卫星则可能需要五年以上。

这使得科研人员能够快速响应新出现的科研需求，实现灵活调度。

国外空间站环控生保分系统研究现状和发展趋势分析侯倩【摘要】环境控制与生命保障分系统（ECLSS，简称为环控生保分系统）是载人航天器所独有和必需的一个最重要分系统。

环控生保分系统应对人类在空间特殊环境的生存需求，通过大气控制、温度控制、供应和再循环、水再循环、食物供应、废物清除、火灾等应急措施的解决，为载人航天器上航天员的正常生活、工作、身体健康和生命安全提供关键性保障。

该分系统研究涵盖物理、化学、材料、生物、机电等多个技术领域，它从最初的非再生式储存系统，到物化再生式生保系统，目前已逐渐向生态、循环的受控生保系统发展。

<br> 纵观美俄空间站环控生保技术的发展历程，其研发路线为：基础研究-原理样机-工程样机-地面验证-飞行试验验证-装站工作，也就是说新技术实现在轨工程应用前都有一个在轨飞行试验的过程。

【期刊名称】《国际太空》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】7页(P51-57)【作者】侯倩【作者单位】航天恒星科技有限公司【正文语种】中文环境控制与生命保障分系统（ECLSS，简称为环控生保分系统）是载人航天器所独有和必需的一个最重要分系统。

环控生保分系统应对人类在空间特殊环境的生存需求，通过大气控制、温度控制、供应和再循环、水再循环、食物供应、废物清除、火灾等应急措施的解决，为载人航天器上航天员的正常生活、工作、身体健康和生命安全提供关键性保障。

该分系统研究涵盖物理、化学、材料、生物、机电等多个技术领域，它从最初的非再生式储存系统，到物化再生式生保系统，目前已逐渐向生态、循环的受控生保系统发展。

纵观美俄空间站环控生保技术的发展历程，其研发路线为：基础研究-原理样机-工程样机-地面验证-飞行试验验证-装站工作，也就是说新技术实现在轨工程应用前都有一个在轨飞行试验的过程。

1 环控生保系统的发展现状环控生保系统的研究阶段国外环控生保分系统经历了3个发展阶段。

第一代生保系统为非再生式储存式生保系统，即食物、氧气、水从地面上随飞行器带入太空，这种一次性消耗的模式不能满足载人航天长时间、远距离、多人次驻足太空的需要。

第 40 卷第 4 期航 天 器 环 境 工 程Vol. 40, No. 4 2023 年 8 月SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING437 https:// E-mail: ***************Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544我国空间环境及效应研究新需求与发展对策思考王 健1，郭 康2，李 媛3，高 欣1，冯展祖1，王亚龙1（1. 兰州空间技术物理研究所，兰州 730000；2. 中国航天科技集团有限公司，北京 100048；3. 北京卫星制造厂有限公司，北京 100094）摘要：空间环境及效应是航天器在轨可靠运行须面临的重要挑战，其可能引起航天器材料、器件在轨性能退化甚至失效。

航天商业化的发展以及航天技术的快速发展和多样性任务等对空间环境及效应研究提出新的需求。

文章通过分析各国在空间环境及效应领域的政策、计划、研究成果及发展趋势，对比分析我国空间环境及效应研究长期发展的需求，总结紧跟国际前沿技术的空间环境领域研究要点，提出我国未来空间环境工程发展的对策和相应措施建议。

关键词：航天器；空间环境；环境效应；发展趋势；对策建议中图分类号：V520文献标志码：A文章编号：1673-1379(2023)04-0437-09 DOI: 10.12126/see.2023003The new demands and development strategies for research onspace environments and effects in ChinaWANG Jian1, GUO Kang2, LI Yuan3, GAO Xin1, FENG Zhanzu1, WANG Yalong1(1. Lanzhou Institute of Physics, Lanzhou 730000, China;2. China Aerospace Science and Technology Corporation, Beijing 100048, China;3. Beijing Spacecraft Manufacturing Co., Ltd, Beijing 100094, China)Abstract: Space environment and their effects may cause performance degradation and even failure of the spacecraft materials and devices in orbit, which pose an important challenge for the reliable operation of spacecraft in orbit. The space commercialization and the rapid development of space technology put forward new demands on the research of space environments and effects. By analyzing the policies, plans, research results and development trends of various countries in the field of space environments and effects, this article firstly analyzes the demands for the long-term development of the study of space environments and effects in China, then summarizes the key points in the field of space environmental research closely following the international cutting-edge technology, and finally put forward the strategies and sugestions for China’s future development of space environmental engineering.Keywords: spacecraft; space environment; environmental effects; development trend; strategy and suggestions收稿日期：2023-01-06；修回日期：2023-08-21引用格式：王健, 郭康, 李媛, 等. 我国空间环境及效应研究新需求与发展对策思考[J]. 航天器环境工程, 2023, 40(4): 437-445 WANG J, GUO K, LI Y, et al. The new demands and development strategies for research on space environments and effects in China[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2023, 40(4): 437-4450 引言空间环境是指影响人类活动的、距地面几十km 高度以上直至太阳的广阔空间内的环境，涵盖的区域包括地球高层大气、电离层、磁层、行星际空间以及太阳活动区域，其中含有各种成分的带电粒子和中性粒子、各个波段的电磁辐射、电磁场、微流星体和空间碎片等，是卫星、飞船和空间站等航天器的运行环境，也是导航、定位、通信等卫星业务的路径环境。

低轨卫星导航系统性能评估研究在当今科技飞速发展的时代，卫星导航系统在人们的日常生活和众多领域中发挥着至关重要的作用。

从为人们出行提供精准的定位导航，到在航空航天、军事、测绘等领域的广泛应用，其重要性不言而喻。

其中，低轨卫星导航系统作为卫星导航领域的新兴力量，正逐渐引起人们的关注。

低轨卫星导航系统具有一系列独特的优势。

相比传统的中高轨卫星导航系统，低轨卫星距离地面更近，信号强度更强，能够更好地穿透建筑物、森林等障碍物，从而提供更精确、更可靠的定位服务。

同时，低轨卫星的运行速度较快，能够更频繁地更新定位信息，这对于一些对实时性要求较高的应用场景，如自动驾驶、物流配送等，具有重要意义。

然而，要充分发挥低轨卫星导航系统的优势，必须对其性能进行全面、深入的评估。

这不仅有助于我们了解系统的实际表现，还能为系统的优化和改进提供依据。

首先，评估低轨卫星导航系统的覆盖性能是至关重要的。

这包括考察系统在全球范围内的信号覆盖范围、覆盖连续性以及在不同地理环境和气候条件下的信号稳定性。

我们需要了解系统在城市高楼林立的区域、山区、海洋等复杂环境中的表现，以确定其是否能够满足各种用户在不同场景下的需求。

其次，定位精度是衡量低轨卫星导航系统性能的关键指标之一。

这涉及到系统对用户位置的测量准确性，包括水平精度、垂直精度和时间精度等方面。

为了评估定位精度，需要采用高精度的测量设备和科学的测量方法，在不同的环境和条件下进行大量的实际测试，并将测试结果与预期的精度指标进行对比分析。

系统的可用性也是评估的重要内容。

这主要指系统能够为用户提供有效服务的时间比例。

影响可用性的因素众多，如卫星故障、信号干扰、大气电离层变化等。

通过对这些因素的分析和监测，可以评估系统在不同情况下的可用性，并采取相应的措施来提高系统的可靠性和稳定性。

另外，低轨卫星导航系统的兼容性也是需要考虑的一个方面。

它需要与现有的中高轨卫星导航系统以及其他相关的通信、导航系统相互兼容，实现无缝对接和协同工作。

低轨卫星国家行业政策
低轨卫星是指运行在地球距离较近的低轨道上的卫星。

国家对于低轨卫星的行业政策包括以下几个方面：
1. 发展政策支持：许多国家将低轨卫星列为国家战略发展重点，出台各种政策和措施来支持低轨卫星行业的发展。

例如，提供资金支持，鼓励企业投资研发和运营低轨卫星，制定相应的优惠政策和税收政策等。

2. 监管政策：国家对低轨卫星行业进行监管，并制定相应的管理制度和标准，以确保卫星的安全、可靠性和有效运营。

监管政策包括对卫星设计、制造、发射、运营等环节的规定和要求，以及对频谱资源的分配和管理。

3. 国际合作政策：低轨卫星行业具有较强的国际化特征，国家会积极推动与其他国家和地区的合作。

通过加强国际合作，共享资源和技术，提高低轨卫星系统的覆盖能力和服务水平。

4. 安全保障政策：低轨卫星的广泛应用和依赖性使其成为国家安全的重要组成部分。

国家会制定相应的安全保障政策，加强对低轨卫星系统的信息安全、网络安全和物理安全的保护，防止被恶意利用或遭受攻击。

5. 市场开放政策：国家会通过放宽市场准入、降低市场壁垒，鼓励和支持企业参与低轨卫星行业的竞争。

同时，积极推动低轨卫星服务的市场化和商业化，创造公平竞争的市场环境，促进行业的健康发展。

总之，低轨卫星行业政策的制定旨在促进行业的发展和创新，提高国家在该领域的竞争力和影响力，并为社会经济发展和国家安全提供支持。