中繼衛星

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中繼衛星，是通信衛星的一種，主要用下數據傳輸，其特點是數據傳輸量大。隨着航天器種類和數量的增多，航天器的跟蹤和控制任務越來越重，數據傳輸量也越來越大，單靠地面測控站難以勝任。即使是在全球布設了測控網的美國。對載人航天器這樣的中低軌道航天器的控制，其軌道覆蓋率也只能達到15%。為及時有效地完成對航天器的管理和數據收集工怍，中繼衛星應運而生。

中繼衛星被稱為「衛星的衛星」，可為衛星、飛船等航天器提供數據中繼和測控服務，極大提高各類衛星使用效益和應急能力，能使資源衛星、環境衛星等數據實時下傳，為應對重大自然災害贏得更多預警時間。

目錄

用途

跟蹤與數據中繼衛星系統(Tracking and Data RelaySatellite System），簡稱TDRSS，是為中、低軌道的航天器與航天器之間、航天器與地面站之間提供數據中繼、連續跟蹤與軌適測控服務的系統，簡稱中繼系統。跟蹤與數據中繼衛星系統(TDRSS)是20世紀航天測控通信技術的重大突破。其「天基」設計思想，從根本上解決了測控、通信的高覆蓋率問題，同時一還解決了高速數傳和多目標測控通信等技術難題，並具有很高的經濟效益。TDRSS系統使航天測控通信技術發生了革命性的變化，目前還在繼續向前發展，不斷地拓寬自己的應用領域。現在，美國與俄羅斯兩國的跟蹤與數據中繼衛星系統均已進入應用階段,正在發展後續系統；歐空局和日本在這類衛星的發展中採用了新的思路和技術途徑。我國正在積極推進研究跟蹤與數據衛星系統。

用於轉發地球站對中低軌道航天器的跟蹤測控信號和中繼航天器發回地面的信息的地球靜止通信衛星。高頻段電波的直線傳播特性和地球曲率的影響，使地面測控站跟蹤中、低軌道航天器的軌道弧段和通信時間受到限制。跟蹤與數據中繼衛星的作用，相當於把地面的測控站升高到了地球靜止衛星軌道高度，可居高臨下地觀測到在近地空間內運行的大部分航天器。由適當配置的兩顆衛星和一座地球站組網，可取代分布在世界各地的許多測控站，實現對中、低軌道航天器85%～100%的軌道覆蓋。

高頻段電波的直線傳播特性和地球曲率的影響，使測控站跟蹤中、低軌道航天器的軌道弧段和通信時間受到限制，跟蹤和數據中繼衛星相當於把地面上的測控站升高到了地球靜止衛星軌道高度，一顆衛星就能觀測到大部分在近地空域內飛行的航天器，兩顆衛星組網就能基本上覆蓋整個中、低軌道的空域。因此由兩顆衛星和一個測控站所組成的跟蹤和數據中繼衛星系統，可以取代配置在世界各地由許多測控站構成的航天測控網。跟蹤和數據中繼衛星的主要用途是：

① 跟蹤、測定中、低軌道衛星：為了儘可能多地覆蓋地球表面和獲得較高的地面分辨能力，許多衛星都採用傾角大、高度低的軌道。跟蹤和數據中繼衛星幾乎能對中、低軌道衛星進行連續跟蹤，通過轉發它們與測控站之間的測距和多普勒頻移信息實現對這些衛星軌道的精確測定。

② 為對地觀測衛星實時轉發遙感、遙測數據：氣象、海洋、測地和資源等對地觀測衛星在飛經未設地球站的上空時，把遙感、遙測信息暫時存貯在記錄器里,而在飛經地球站時再轉發。這種跟蹤和數據中繼衛星能實時地把大量的遙感和遙測數據轉發回地面。

③ 承擔航天飛機和載人飛船的通信和數據傳輸中繼業務：地面上的航天測控網（見航天測控和數據採集網）平均僅能覆蓋15%的近地軌道，航天員與地面上的航天控制中心直接通話和實時傳輸數據的時間有限。兩顆適當配置的跟蹤和數據中繼衛星能使航天飛機和載人飛船在全部飛行的85%時間內保持與地面聯繫。

④ 滿足軍事特殊需要：以往各類軍用的通信、導航、氣象、偵察、監視和預警等衛星的地面航天控制中心，常須通過一系列地球站和民用通信網進行跟蹤、測控和數據傳輸。跟蹤和數據中繼衛星可以擺脫對絕大多數地球站的依賴，而自成一獨立的專用系統，更有效地為軍事服務。

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