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中继卫星
贡献者：gsfei2009浏览：4232次 创建时间：2009-06-25
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中继卫星的全名是跟踪和数据中继卫星，可以跟踪、测定中、低轨道卫星，可以用来取代多艘“远望”系列航天测控船。其次为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据。再次是承担通信和数据传输中继业务，能使航天飞机和载人飞船在全部飞行的85%时间内保持与地面联系。
中继卫星被称为“卫星的卫星”，可为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务，极大提高各类卫星使用效益和应急能力，能使资源卫星、环境卫星等数据实时下传，为应对重大自然灾害赢得更多预警时间。
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中继卫星-概述
中继卫星
中继卫星不同于其他种类的卫星，也不同于一般的通信卫星，一般的通信卫星作为空中转发站，两头眼务的对象都是地面站，中继卫星在地球同步静止轨道上运行，既能直视中低轨道用户航天器，又能直视地面站，服务对象是运行于中低轨道的用户航天器，是沟通用户航天器与地面站的桥梁，这是中继卫星系统的一个重大独特之处。中继卫星调度问题不同于其他卫星调度问题，即使只有一颗中继卫星，其调度复杂问题也很复杂。
跟踪与数据中继卫星系统(Tracking and Dada Relay Satellite System，简称TDRSS，是为中、低轨道的航天器与航天器之间、航天器与地面站之间提供数据中继、连续跟踪与轨适测控服务的系 统，简称中继系统。
跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)是20世纪航天测控通信技术的重大突破。其“天基”设计思想，从根本上解决了测控、通信的高覆盖率 问题，同时一还解决了高速数传和多目标测控通信等技术难题，并具有 很高的经济效益。TDRSS系统使航天测控通信技术发生了革命性的变化 ，目前还在继续向前发展，不断地拓宽自己的应用领域。
中继卫星现在用于转发地球站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面的信息的地球静止通信卫星。高频段电波的直线传播特性和地球曲率的影响，使地面测控站跟踪中、低轨道航天器的轨道弧段和通信时间受到限制。跟踪与数据中继卫星的作用，相当于把地面的测控站升高到了地球静止卫星轨道高度，可居高临下地观测到在近地空间内运行的大部分航天器。由适当配置的两颗卫星和一座地球站组网，可取代分布在世界各地的许多测控站，实现对中、低轨道航天器85％～100％的轨道覆盖。
美国与俄罗斯两国的跟踪与数据中继卫星系统均已进入应用阶段, 正在发展后续系统；欧空局和日本在这类卫星的发展中采用了新的思路和技术途径。中国正在积极推进研究跟踪与数据卫星系统。
中继卫星-主要用途
日本月球和工程探测器项目现状
中继卫星相当于把地面上的测控站升高到了地球卫星轨道高度，一颗卫星就能观测到大部分在近地空域内飞行的航天器，两颗卫星组网就能基本覆盖整个中、低轨道的空域。因此由两颗卫星和一个测控站所组成的跟踪和数据中继卫星系统，可以取代配置在世界各地由许多测控站构成的航天测控网。中继卫星的主要用途是：
①跟踪、测定中、低轨道卫星；
②为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据；
③承担航天飞机和载人飞船的通信和数据传输中继业务；
④满足军事特殊需要，以往各类军用的通信、导航、气象、侦察、监视和预警等卫星的地面航天控制中心，要通过一系列地面站和民用通信网进行跟踪、测控和数据传输。中继卫星可以摆脱对绝大多数地面站的依赖，自成独立的专用系统，更有效地为军事服务。
1983年4月，美国从“挑战者”号航天飞机上发射了第一颗跟踪和数据中继卫星（TDRS），它也是现代最大的通信卫星。
跟踪和数据中继卫星的主要用途有：跟踪、测定中、低轨道卫星；为对地观测卫星实时转发遥感、遥测数据；承担航天飞机和载人飞船的通信和数据传输中继业务和满足军事特殊需要等。
中继卫星-已经发射的
“天链一号01星”
美国：
6颗
1983年4月4日发射了第一颗跟踪与数据中继卫星TDRS-1，开创了天基测控新时代;
1993年1月，第6颗跟踪与数据中继卫星(TDRS-6 )发射后，该系统具有了在轨运行和轨道备份能力，这才真正完成其组网过程。
1995年7月13日发射了第7颗TDRS卫星作为应急备用星，结束了长达10余年的第一代跟踪与数据中继卫星系统的建设工作。美国之所以如此坚持不解地努力发展这一系统，重要原因就是它是一种作用很大的卫星。由于发射失败和卫星本身故障，直到1991年发射第5 颗卫星(TDRS-5)时，只能保持一颗完好的卫星在轨，虽然其间也曾有过 2颗上作卫星在轨的情况，但没有足够的轨道备份。尽管如此，这种卫星系统已发挥了很大作用，它曾为12种以上的各种中、低轨道航天器提供跟踪与数据中继业务。其中包括著名的哈勃望远镜。
如今，关国正在研制下一代的高级跟踪与数据中继卫星系统
(ATDRSS)新一代跟踪与数据中继卫星计划再发射3颗卫星，称为TDRS-H, I, J.其中TDRS-H和I已于2000年6月和2002年9月发射升空。TDRS-H处于部分工作状态,TDRS-I处于校验状态。
目前,美国TDRSS系统的空间部分由地球同步轨道上的6颗在轨中继星组成,即TDRS-F1、F3、F4、F5、F6、F7(TDRS-F2发射失败)。另外,还有ATDRSS系统的TDRS-H、I。
中继卫星
前苏联/俄罗斯：
4颗以上
即2颗以上军用，2颗民用
欧洲航天局于1989年决定发展数据中继卫星，期间有过一些停顿，到1993年欧州空间局才决定恢复DRS计划。1999年发射第一颗，2003年发射第二颗。
日本：
2颗
日木宇宙开发事业团对日本的数据中继和跟踪卫星DRTS进行了规划 ，并于1993年确定了4步走的发展策略：
(1)1995年利用工程试验卫星(ETS)6进行试验;
(2)1997年利用通信工程试验卫星COMETS进行试验;
(3)1998年利用光学轨道间通信工程试验卫星OICETS进行试验;
(4)2000年发射2颗实用型数据中继和跟踪卫星。
DRTS系统的目的在于为日本空间活动，如地球观测和国际空间站计划，建立通信基础设施。
中国
1颗
据新华社西昌4月26日电我国首颗数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日23时35分在西昌卫星发射中心成功发射。“天链一号01星”的发射成功，填补了我国卫星领域的又一空白。
中继卫星-历史发展
中国首颗中继卫星成功发射引起美军专家担忧
1983年4月,美国从“挑战者”号航天飞机上发射了第一颗跟踪和数据中继卫星(TDRS)，它是现代最大的通信卫星，也是首次在一颗卫星上同时采用S、C和 Ku3个频段的通信卫星。卫星重2吨多，太阳电池翼伸开后,翼展达17.4米，横向跨度为13米。卫星工作10年后，太阳电池阵仍可提供1850瓦功率。星体采用三轴姿态控制稳定方式（见航天器姿态控制）。卫星上装有 7副不同类型的天线。两副直径 4.9米抛物面天线在卫星发射过程中收拢成筒状，入轨后通过机械螺杆控制撑开呈伞形，每个天线有两副馈源,分别用于S和Ku频段的跟踪和数据中继。一副直径为 2米的抛物面天线用于对卫星通信地球站的Ku频段双向通信。这3副天线均装在精密的万向架上,由地面指令控制，能自动跟踪其他航天器，指向精度达0.06°。星体中部是30个螺旋组成的 S频段相控阵天线，用作多址通信。还有一副直径1.12米的Ku频段抛物面天线和一副C频段铲形天线，用于美国国内通信。Ku、S频段转发器能提供的通信容量有20个S频段多址信道,2个S频段单址信道和2个Ku频段单址信道。此外，12个C频段转发器可传输电话、电视和数据等。
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