3. 地球静止轨道(GEO,高度35786km)
此轨道上的卫星与地球自转同步,相对地面静止,是通信广播、气象监测等需要持续驻留服务的首选轨道。
4. 太阳同步轨道(SSO,高度500-800km,倾角≈97°)
一类特殊的LEO轨道,能保证卫星在相同地方时过境,使得光照条件一致,是地球科学观测和环境监测的黄金轨道。
全球卫星簇群聚类结果与分析
进一步对近期活跃的14555颗卫星的轨道数据开展聚类研究,从高度、倾角两个维度综合分析,且设置星座规模阈值≥10颗。在轨14555颗卫星及簇群分布结果如下图:
蓝色散点代表14555颗卫星在“高度-倾角”二维坐标系中的分布,橙色散点代表基于高度与倾角聚类分析得到的78个卫星簇群中心。如图所示,卫星簇群形成了多个显著的高度-倾角密度中心,簇群中心与卫星任务类型高度耦合。
这种聚类现象直观地揭示了人类太空活动的战略布局:即充分利用不同轨道的特性,构建功能互补、协同增效的多层空间基础设施,在通信互联、全球导航到对地感知等业务领域发挥重大作用。
从簇群规模来看,星链卫星簇群的规模远超其他卫星。以下为按规模大小依次排序的部分卫星簇群信息:
规模最大的10个卫星簇群具体数据如下:
序号
高度_中心
倾角_中心
簇群规模
典型卫星
1
539.744
53.21749
1403
STARLINK-3521
2
483.0204
43.00131
1347
STARLINK-31758
3
559.0773
43.00338
1287
STARLINK-6106
4
475.2257
53.15985
1042
STARLINK-31626
5
547.2144
53.05503
748
STARLINK-2569
6
572.0891
70.00036
503
STARLINK-32932
7
356.2536
42.99963
336
STARLINK-11529
8
359.6943
53.15888
320
STARLINK-11271
9
35786.68
0.034469
308
AMC-15
10
447.1828
53.15874
303
STARLINK-32776
轨道高度上,星链卫星主要分布于低地球轨道(LEO)范围内,以此实现低延迟与高数据传输速率,增强通信性能。在倾角方面,星链卫星明显聚集于43°、53°、70°等范围,不同倾角的卫星簇群协同分布,为全球人口密集的中低纬度区域补热、需求较小的高纬度区域补盲。
AMC-15所属的卫星簇群为GEO卫星轨道区域,这308颗卫星分属不同国家,与同属SpaceX公司的星链卫星形成明显对比。与GEO卫星轨道簇群相比,星链卫星的簇规模普遍更大,这有助于提升通信覆盖密度和数据传输能力,以保障其在全球700万星链用户的日常使用。
典型轨道簇群分布特征分析
针对星链卫星簇群,我们绘制了其聚类散点图,如图所示:
左上图为当前8165颗星链卫星的整体“高度-倾角”分布,右下图单独显示未分类成簇的星链卫星,其余子图为已聚类形成的各卫星簇群的“高度-倾角”散点图。
基于星链卫星簇群的聚类结果,选取轨道高度359.7km、倾角53.16°为中心的簇群进行分析验证。结果显示,该典型簇的轨道参数分布特征与已知星链DTC-53轨道构型一致,表明本研究采用的聚类模型及参数设置具有良好的有效性与可靠性。
此外,针对聚类结果中规模小于50的卫星簇群,推测其应为星链卫星分阶段部署过程中的临时停留轨道区域。为此,对2019年以来至今的数据开展分析,结果验证了小规模卫星簇群在时间范围上的“若隐若现”。如图中簇群规模31(行3列4的子图)所示,这些卫星是较为典型的停泊轨道,即卫星入轨前为调整轨道面等参数的临时性聚集区域。
结 论
本文针对全球在轨卫星的发射情况开展分析,基于天智巨星座研究平台,重点完成全球卫星的簇群分析,并基于已知星链星座构型参数对得出簇群结果进行了验证。
通过对卫星簇群数据的分析,可推测星链等全球卫星未来的发展方向。若其继续保持当前的布局策略与扩展节奏,预计将在全球卫星通信市场中进一步提升其影响力。除了巩固通信领域优势外,依托其大规模簇群的轨道灵活性,星链的应用场景还可能向非通信领域延伸,星盾项目的提出和推进已初步印证这一趋势。
后续,将对空间卫星及簇群保持密切关注,包括卫星簇群间分布与迁徙规律,以有效支撑空间星座的研判、部署、退役等研究。
来源 | 太空与网络
作者 | 陈智敏 刘帅军 徐帆江 严文励 秦明宇返回搜狐,查看更多
