中高轨道卫星离轨参数研究

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1、第22卷第2期航天器工程V01．22No．21111篁!旦量兰垒篁兰篁垦垒!三三些鱼!墼兰兰垦!些鱼!!中高轨道卫星离轨参数研究周静杨慧王俐云(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要介绍了国际上对卫星离轨的处置政策以及美国NASA对GPS卫星离轨参数的研究结论。从确保卫星离轨期间以及离轨后与相邻轨道卫星不发生碰撞的角度出发，针对我国中高轨道运行的卫星，按照不同初始轨道参数对卫星离轨后长达200年的时间内各轨道参数的演化情况进行研究，研究结果表明：卫星离轨的近地点幅角初值的选取与升交点赤经密切相关。最后提出了对我国中高轨道卫

2、星离轨高度、偏心率和近地点辐角等参数的选取建议，希望能为到达寿命末期的中高轨道卫星离轨工作提供参考。关键词中高轨道；离轨；轨道长期演化中图分类号：V529．1文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2013．02．003StudyonDeorbitElementsofMediumEarthOrbitSatellitesZHOUJingYANGHuiWANGLiyun(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Ab

3、stract：AtfirstthepostmissiondisposalpolicyandthestudyonGPSdisposalorbitelementsbyNASAareintroducedinthearticle．Withregardtoavoidanceofcollisionwithotherneighbor—ingsatellites，astudyontheevolutionover200yeardisposalorbitelementswithdifferentinitialparametersispresented．

4、ResultsshowthattheinitialargumentOfperigeedependsontherightascensionofascendingnode．Finallyasuggestionaboutthealtitude，eccentricityandargumentoftheperigeeofChineseMEOsatellitesdisposalorbitispresented，whichcanbeasreferenceforthepostmissiondisposal．Keywords：mediumEartho

5、rbit；deorbit；orbitlong—termevolution1引言卫星运行至寿命末期，需要通过轨道机动使其离开工作轨道，以减少对在轨正常工作卫星可能带来的碰撞等不利的影响。对于不同轨道高度运行的卫星，采用的离轨策略是不一样的。对于地球静止轨道(GEO)和低轨道(LEO)附近区域运行的卫星，目前机构问空间碎片协调委员会(IADC)已形成了比较明确的离轨处置要求，且已得到多个国家的认可。对于在中高轨道附近运行的卫星如何离轨，目前尚未形成比较明确的研究结论和实用的工程经验。根据北美防空司令部地面观测网公布的数据，截至2012年

6、底，在高度位于19000km～22000km范围的中高轨道有53颗GPS导航卫星和124颗GLONASS卫星(含退役卫星)在轨运行，同时我国和欧洲都计划未来在此区域部署更多数目的导航卫星。随着数量如此众多的卫星集中部署在中高轨道区域，势必对该区域后续航天器的发射、运行和返回收稿日期：2012—12—25；修回日期：2013—03—07作者简介：周静(1980一)，女，工程师，研究方向为航天动力学与控制。Email：zhj925@gmail．corn。航天器工程带来更大的风险，因此有必要对中高轨道卫星的离轨问题开展深入研究，以确保当前

7、在轨运行卫星以及后续发射与运行任务的安全性。本文从轨道长期演化的角度对我国中高轨道卫星的离轨参数进行研究，提出了对卫星离轨参数的选取建议，可为寿命末期中高轨道卫星离轨工作提供参考。2国际对卫星离轨处置轨道的研究经过调研发现，针对中高轨道附近运行卫星的离轨问题，有很多国际机构或者组织开展过研究，其中IADC给出了原则性的处理要求与建议，美国NASA也研究给出了初步结果与建议，但是目前尚未形成明确的研究结论和实用的工程经验。2．1IADC对卫星离轨轨道的建议IADC自2000年起就在其第四技术工作组(空间碎片减缓技术组)着手研究并制定为

8、所有航天国家都能接受并共同遵守的控制空间碎片环境的规章，并于2002年正式通过了《IADC空间碎片减缓指南》[1]。其主要内容是对现有的限制空间碎片产生的作法进行评估，并推荐行之有效的控制空间碎片产生的技术措施，其中对GE0和LEO轨