小型卫星GPS天线和GNSS系统指南

2021-02-17 22:09:09

CubeSat GPS天线和GNSS系统对于有效导航,协调和有效载荷操作非常重要。本文概述了已为全球太空市场上可用的纳米卫星,CubeSats和其他小型卫星外形尺寸开发的天线。

本文首先简要介绍了GNSS系统和技术,但是如果您想直接跳至产品列表,请单击此处。

随着小型卫星可以执行的应用范围不断扩大,并且由于电子小型化,系统本身也变得越来越小,因此对于运营商而言,在轨道上能够获取其位置的准确信息变得越来越重要。

有效的姿态控制系统可以在轨道上做出响应性的位置固定,而连接到地面的通信系统(例如,在X,S或UHF频段中运行)也可以使卫星操作员通过向地面发送命令来进行更主动的手动控制。相关的执行器。

小型卫星的另一种选择是利用主要为在地球上导航而开发的区域或全球可用的卫星定位系统。

这种网络的总称是全球导航卫星系统(GNSS),其中最著名的是全球定位系统(GPS)。

GNSS网络是在较高地球轨道上的大型卫星的星座。通常是海拔大约2,000 – 35,000 km的中地轨道(MEO),或海拔35,786 km的地球同步轨道(GSO)。

这些星座会在整个频带范围内产生全局信号,这些信号会被地面GNSS接收器接收,以便在地面上提供准确的位置信息。

这些是您的汽车导航,健身跟踪应用程序在跑步时使用的信号,或在预期包裹交付时提供实时位置信息的信号。

通过调整地面设备或通过在其上基于空间的新设计,子系统制造商已经开发了用于卫星的GNSS接收器系统,该系统可以在CubeSat或其他小型卫星上进行导航信息和定位活动。

例如,在地球上,此类设备通常由低成本,广泛可用的现成商用(COTS)部件制造。为了在太空中有效运行,可能需要对这些组件进行调整,以适应发射,辐射硬化并适合在真空中运行的巨大热应力和机械应力。

CubeSat GPS天线和GNSS天线在获取和转换源自一个或多个现有网络的GNSS信号中起着重要作用。

有多个GNSS网络覆盖一个或多个国家和地区。这样的网络已经由主权国家,国际组织甚至私人公司发起。

基于卫星的全球导航系统在工业活动,军事行动和消费产品的许多方面都发挥着重要作用。

卫星GNSS设备通常具有根据需要连接到多个网络的能力,以便在空间上扩展覆盖范围,并在一个信号无法到达的情况下提供冗余。

以下列表概述了小型卫星天线可能与之交互的不同网络:

全球定位系统(GPS)是全球最常见的GNSS。它归美国政府所有,在各种工业流程,消费产品,国防应用和情报服务中发挥重要作用。

请注意,GPS通常是GNSS的同义词,但实际上GPS只是GNSS的一种,就像反作用轮是一种姿态控制系统一样。

GPS由美国空军操作和维护,可从GPS.gov获得更深入的信息,GPS.gov是由美国国家空间定位,导航和计时协调局维护的网站。

CubeSat GPS天线使系统可以连接到L波段的主GPS频率,介于1至2 GHz之间。

Globalnaya Navigazionnaya Sputnikovaya Sistema或全球导航卫星系统通常称为GLONASS。 GLONASS最初涵盖前苏联,现在已覆盖全球,并使卫星导航系统可以将其与GPS一起使用,以更快,更准确地进行位置定位。

GLONASS是俄罗斯太空总署Roscosmos运作的重要组成部分,其运作范围如下:

由欧洲联盟(EU)通过欧洲航天局(ESA)创建的GNSS,现在由欧洲GNSS机构(GSA)运营。

创建Galileo的目的是使欧洲人能够访问独立于GPS或GLONASS的全球定位系统,并在全球范围内免费提供精度为1米的数据,在高精度服务中,商业用户可以以加密形式将其提高到1厘米。 (已)。

伽利略在1.1至1.6 GHz频段内运行;非常适合移动导航和通信服务的频率范围。

每个伽利略卫星都设计为广播10种不同的导航信号,从而使伽利略能够提供开放(OS),生命安全(SOL),商业(CS)和公共管制服务(PRS)。

北斗导航卫星系统通常被称为北斗或简称BDS,是由中华人民共和国创建和运营的全球性GNSS。该系统以前称为Compass,首先通过在中国提供区域覆盖范围而扩展到全球,然后开始使用。

北斗系统现在处于开发的第三阶段,它通过以下开放服务渠道提供连接:

印度区域导航卫星系统(IRNSS)是印度政府通过印度空间研究组织(ISRO)拥有和运营的区域GNSS。它还具有操作名称“印度星座导航”(NavIC)。

NavIC卫星使用双频带,可在L5频带和S频带提供信号。该系统旨在在覆盖印度以及距该国边界长达1,500公里的区域的主要服务区域中提供准确的位置信息。

它还在扩展服务区域中提供了一定程度的覆盖范围,该服务区域位于主要服务区域和由南纬30度到北50度,东经30度到东130度的矩形所包围的区域之间。您可以在ISRO网站上找到有关该系统的更多信息。

准天顶卫星系统(QZSS)也是区域性GNSS,在这种情况下为日本政府所有,由QZS系统服务公司(QSS)运营。

它旨在补充大洋洲和东亚的GPS覆盖范围,有时也称为日本GPS。该星座提供以下信号:

有关每个GNSS网络的更多信息,请访问运营商的网站以及Bliley Technologies的精彩文章。

现在,您已经了解了小型卫星中GNSS和GPS连接的用例,并了解了它们可能访问的主要GNSS星座–接下来,让我们看一下选择小型卫星时可能要考虑的内容GNSS或CubeSat GPS天线可满足您的个性化需求。

我们建议采用一种简单的四步方法来初步选择用于卫星或其他太空系统的任何新硬件或软件。

请注意,这只是基础指南,是基于我们所学的知识,可以帮助数百名买家选择我们市场中的产品并获得供应商的快速响应。

它仅是为了帮助工程师进行初步评估,而不应取代正式的系统工程方法,例如INCOSE基于模型的系统工程(MBSE)CubeSat框架。

考虑将在卫星和辅助子系统中使用的技术范围,以及

请考虑您要购买的产品的关键性能标准。

第一步是充分了解当前已知的任务参数,包括关键应用和理想但不一定必不可少的目标。

通常,只有在过程的后期才能确定更精确的任务参数-通常在考虑“系统系统”的多个循环中对其进行迭代。

但是,对所选技术可能需要执行哪些功能以及在什么时间表和持续时间上有所了解,将使选择最合适的型号mch变得容易。

还应考虑产品进入轨道所需的发射压力,测试流程和法规遵从性,以及完成任务后的所有过时程序。

这可以包括体积,重量,主要结构材料以及更多基本要素,例如主要部件的位置,存储和运输安排。

您需要确保选择的新技术适合这些参数。

一旦明确了新产品将要执行的任务以及将要工作的卫星或其他装置的设计特征,接下来的考虑就是与产品一起使用的全套技术,以确保一切都兼容。

您可能尚不了解相关技术的全部范围(您可能需要先选择感兴趣的产品型号才能做出其他组件的决策),但是请确保您可以访问以下子技术的所有可用技术规格根据当前任务计划,最有可能使用的系统和结构组件。

重要的是要了解不同的子系统和组件如何相互连接以创建高性能卫星。

平衡可用的质量,功率和体积预算也很重要,这只能通过明确计划要使用的组件来完成。

还应考虑产品如何与计划中的或现有的地面部分配合使用,以确保有效的数据传输和通信稳定性。

现在,您已经清楚地了解了您的任务,系统和现有平台设置所需的产品类型,下一步是根据最相关的性能指标比较符合这些条件的商用产品。

为了确定适合您的任务或服务的最佳GNSS天线系统,重要的是要考虑到技术规格,例如:

频率–根据您的需求选择最相关且可访问的操作信号频带和/或中心频率(有关可用频带的更多信息,请参阅上面有关GNSS网络的部分)。

天线增益–衡量天线在特定方向上将电能转换为无线电波的能力的度量。

极化–天线产生的辐射场的极化的定义;这对于天线到天线的通信很重要。通常分为“线性极化”或“右旋圆极化(RHCP)”。

回波损耗–天线拒绝的无线电波与接受的无线电波之比。

这些只是为小卫星设计或购买GNSS连接设备(例如CubeSat GPS天线)时通常要考虑的一些最重要的属性。在下面的部分中,您可以找到更多有关市售产品的信息和资源的链接。

在本部分中,您可以找到全球市场上的各种smallsat,nanosat和CubeSat GPS天线和GNSS系统。当将新产品添加到全球搜索市场上的satsearch.com上时,这些清单将更新-因此,请查看更多信息或注册我们的邮件列表以获取所有更新。

您还可以查看替代性的卫星通信和导航设备类别,我们将其归纳为以下概述:

单击下面的任何链接以了解有关天线系统的更多信息。您还可以针对所列的每种产品提交报价,文档或更多信息的请求,或向我们发送更一般的查询以讨论您的特定需求,我们将使用我们的全球供应商网络来找到满足您需求的系统规格。

1160-1610 MHz(L5 / E5a,E5b,L2,E6,L1 / E1),1525-1559 MHz(Inmarsat L频段)

>视线为5.5 dBi,>在±30°时为4.3 dBi, ±60°时为1.1 dBi

谢谢阅读! 如果您想进一步确定适合您的特定任务或服务的GPS或GNSS天线系统,请单击此处向我们发送查询,我们将使用我们遍布全球的供应商网络来查找您所需的信息。 您是否注意到本文未包含您的公司? 只需今天给我们发送电子邮件,我们将很高兴与您合作,向satsearch社区展示您的产品!