卫星通信 - AOC 子系统
我们知道,由于太阳、月球和其他行星的引力,卫星可能会偏离轨道。由于卫星绕地球运行,这些力在 24 小时内循环变化。
高度和轨道控制(AOC)子系统由火箭发动机组成,当卫星偏离各自的轨道时,火箭发动机能够将卫星送入正确的轨道。AOC 子系统有助于使窄波束类型的天线指向地球。
我们可以把这个AOC子系统分成以下两个部分。
- 高度控制子系统
- 轨道控制子系统
现在,让我们一一讨论这两个子系统。
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向。以下是使轨道上的卫星稳定的两种方法。
- 卫星旋转
- 三轴法
卫星旋转
在这种方法中,卫星的主体绕其自转轴旋转。一般来说,它可以以30至100转/分的速度旋转以产生陀螺类型的力。因此,自转轴变得稳定,卫星将指向同一方向。这种类型的卫星被称为旋转卫星。
旋转器包含一个圆柱形的鼓。这个鼓上覆盖着太阳能电池。动力系统和火箭都存在于这个鼓中。
通信子系统放置在滚筒顶部。电动机驱动该通信系统。该电机的方向将与卫星本体的旋转方向相反,从而使天线指向地球。执行这种操作的卫星称为“去旋转”。
在发射阶段,当小型径向气体喷射器运行时,卫星会旋转。此后,去旋转系统运行以使 TTCM 子系统天线指向地球站。
三轴法
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。这种方法称为三轴法。这种方法的优点是可以控制卫星三轴方向,不需要旋转卫星主体。
在此方法中,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。
俯仰轴被认为是在垂直于轨道平面的方向上。
这三个轴如下图所示。
令X R、Y R和Z R分别为横滚轴、偏航轴和俯仰轴。这三个轴是以卫星位置为参考来定义的。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。这组三轴提供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。
在此方法中,每个轴包含两个气体射流。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,第一气体喷射器将运行一段时间。
当卫星到达所需位置时,第二个气体喷射器将运行相同的时间。因此,第二股气体喷射将阻止卫星沿该轴方向的运动。
轨道控制子系统
每当卫星偏离轨道时,轨道控制子系统就可以将卫星带入正确的轨道。
地球站的 TTCM 子系统监视卫星的位置。如果卫星轨道发生任何变化,它就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。
通过这种方式,AOC 子系统在卫星在太空的整个生命周期内负责卫星在正确轨道和正确高度的位置。