卫星通信 - AOC 子系统
我们知道,卫星可能会因太阳、月亮和其他行星的引力而偏离轨道。由于卫星绕地球运行,这些力会在 24 小时内周期性变化。
高度和轨道控制(AOC)子系统由火箭发动机组成,当卫星偏离相应轨道时,火箭发动机能够将卫星置于正确的轨道上。 AOC 子系统有助于使天线成为指向地球的窄波束型天线。
我们可以将此 AOC 子系统分为以下两个部分。
- 高度控制子系统
- 轨道控制子系统
现在,让我们逐一讨论这两个子系统。
高度控制子系统
高度控制子系统负责卫星在其各自轨道上的方位。以下是使轨道上的卫星保持稳定的两种方法。
- 旋转卫星
- 三轴方法
旋转卫星
在这种方法中,卫星主体围绕其旋转轴旋转。通常,它可以以 30 到 100 rpm 的速度旋转,以产生陀螺仪类型的力。因此,旋转轴得到稳定,卫星将指向同一方向。这种类型的卫星称为旋转器
旋转器包含一个圆柱形的鼓。该鼓上覆盖有太阳能电池。该鼓中有动力系统和火箭。
通信子系统位于鼓的顶部。电动机驱动该通信系统。该电机的方向与卫星主体的旋转方向相反,因此天线指向地球。执行此类操作的卫星称为减旋。
在发射阶段,当小型径向气体喷射器运行时,卫星旋转。此后,减旋系统运行,以使 TTCM 子系统天线指向地球站。
三轴方法
在这种方法中,我们可以使用一个或多个动量轮来稳定卫星。这种方法称为三轴方法。该方法的优点是可以控制卫星在三个轴上的方位,不需要旋转卫星主体。
在该方法中,考虑以下三个轴。
滚动轴被认为是卫星在轨道平面上移动的方向。
偏航轴被认为是朝向地球的方向。
俯仰轴被认为是垂直于轨道平面的方向。
这三个轴如下图所示。
设XR, YR 和 ZR 分别是滚动轴、偏航轴和俯仰轴。这三个轴是通过将卫星的位置视为参考来定义的。这三个轴定义了卫星的高度。
设 X、Y 和 Z 是另一组笛卡尔轴。这三个轴提供了有关卫星相对于参考轴的方向的信息。如果卫星的高度发生变化,则各个轴之间的角度也会发生变化。
在这种方法中,每个轴包含两个气体喷射器。它们将提供三个轴的两个方向的旋转。
当需要卫星在特定轴方向上运动时,第一个气体喷嘴将运行一段时间。
当卫星到达所需位置时,第二个气体喷嘴将运行相同的时间。因此,第二个气体喷嘴将停止卫星在该轴方向上的运动。
轨道控制子系统
轨道控制子系统可用于在卫星偏离轨道时将卫星带入正确轨道。
地面站的 TTCM 子系统监控卫星的位置。如果卫星轨道发生任何变化,它会向轨道控制子系统发送有关修正的信号。然后,它将通过将卫星送入正确的轨道来解决该问题。
这样,AOC 子系统会在卫星在太空的整个生命周期内确保卫星位于正确的轨道和正确的高度。