应用于物联网的卫星星座设计及分析与覆盖仿真

马晓攀，孔念平，余少波

（深圳航天科技创新研究院北斗增强卫星物联网联合研发中心，广东 深圳 440305）

0 引言

1957年10月，世界上第一个人造地球卫星由前苏联发射成功，标志着人类进入航天探索的开始。1970年4月24日，“东方红”1号在酒泉发射成功，标志着我国开启了航天探索的历程。至今，半个多世纪以来，卫星在经济、科学、军事、气象、导航等各个领域得到广泛的应用，起到了关键作用。近年来，SpaceX的Starlink计划部署4.2万颗卫星，提供全球覆盖的高速互联网服务，这项堪称疯狂的计划一经提出便得到广泛的关注，目前的陆续部署也将卫星工程再次放到聚光灯之下，一方面让人惊叹科技的进步，同时也让国人提高警惕，太空资源的争夺已到不可不重视的地位。

2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了“物联网”的概念。时至今日，物联网技术已经广泛应用于人们的生活与工作中。物联网是在互联网基础上的延伸和扩展的网络，在城市中易于实现，但在偏远山村等网络欠缺地区，进行物联网部署遇到了很大的困难，因此，通过卫星建立通信的卫星物联网工程应运而生。

1 轨道参数

1.1 轨道高度[1]

人造地球卫星以轨道高度来分可分为三类，低轨（LEO），距地面约200-2 000 km。中轨（MEO），距地面约2 000-20 000 km。高轨（GEO），距地面20 000 km以上。中高轨卫星，能以较少卫星实现更大的覆盖（例如地球同步轨道距地35 900 km，3颗卫星便可实现全球覆盖），但轨道高度越高信号传输损耗与延时就越大，而LEO卫星由于轨道低，通信链路损耗小、传输延时小成为卫星物联网通信的首要选择。……