摘要：针对中轨道Walker导航星座的备份策略问题,设计与实现了中轨道Walker导航星座备份策略分析仿真软件。软件由卫星可靠性分析模块、星座备份策略分析模块以及在轨备份星轨位设计模块组成。详细介绍了软件各组成模块的功能特性和关键技术,并给出了软件的应用实例。该软件能有效模拟卫星部件随机故障的动态行为,可为导航星座备份策略分析提供更为准确的卫星可靠性模型,支持对不同备份策略进行评估分析,从而获得不同条件下的最优备份策略,同时可对备份策略中在轨备份星轨位进行优化设计,可推广应用于其它卫星星座备份策略分析评估。

摘要：针对中轨道Walker导航星座在轨备份方案的优化问题,首先提出了在轨备份星轨位优化设计方法,考虑星座运行期间在轨备份星与工作卫星存在共同提供服务的情况,选取PDOP值和可见卫星数作为轨位优化指标,建立了轨位优化模型,并基于NSGA-Ⅱ算法对不同轨位下在轨备份星对导航星座服务性能的提升效果进行仿真分析;然后,基于在轨备份星轨位的优化结果,建立在轨备份星替换的轨道机动模型,并综合考虑速度增量和替换时间,确定了以替换时间最少为优化目标的在轨备份星替换方案。结果表明,提出的在轨备份方案能有效满足备份星的设计需求,增强导航星座的服务性能,实现故障卫星的快速替换,可为导航星座备份星的建设提供借鉴。