一个方面是某一时刻卫星星座对指定地区的覆盖程度；另一个方面是卫星星座在任一运行周期内，从任一星座覆盖图记起，到卫星星座重新运行到该星座覆盖图的一段时间内，卫星星
【】
座的对该区域的覆盖情况2。
单星覆盖率是指在目标区域内和星座运行周期各采样站点至少有1颗卫星覆盖的概率。 多星覆盖率是指在目标区域和星座运行周期内各采样站点至少有2颗或3颗以上卫星覆盖的概率。
4.2铱星通信系统、全球星通信系统标准星座覆盖特性分析
STK仿真工具包为我们提供了十分方便的星座仿真分析模块，在STK中可以得到直观的铱星通信系统星座覆盖图（地面最小仰角8.2°）见图3，全球星通信系统星座覆盖图（地面最小仰角10°）见图4，当然也可以将有关数据导出，用于覆盖特性的对比分析。
图3 铱星通信系统星座覆盖图
图4 全球星通信系统星座覆盖图
从两个典型低轨卫星通信系统星座覆盖图可以看出，铱星通信系统可以覆盖全球范围，包括南北极地区，而全球星通信系统的覆盖范围在南北纬72°地区，但不能覆盖南北极地区。
（1）典型低轨卫星通信系统星座覆盖统计特性 计算卫星星座的覆盖特性时，需要在地球的表面取有限个采样点，通过这些采样点的统
计结果来表示卫星星座的覆盖特性。关于采样点的取法有多种，这里采取比较简单的一种栅格法取采样点，即将地球的表面分成与经度和纬度线平行的栅格，栅格间的角距相等。星座的覆盖特性正是建立在这些采样点的统计特性之上的。由于低轨卫星绕地球高速运动，所以每一时刻卫星的覆盖特性都不相同。因此这里计算星座的平均覆盖率进行低轨卫星通信系统星座覆盖性能分析。
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铱星的运行周期是100min，地面最小仰角8.2°，栅格间角距为6°12，通过STK仿真得到铱星通信系统星座在一个运行周期内瞬时覆盖率与时间的变化曲线如图5所示。
0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4600 5000 5600 6000时间（s）
图5 铱星通信系统星座覆盖率随时间变化曲线
全球星的运行周期是114min，地面最小仰角10°，栅格间角距为6°，通过STK仿真得到全球星通信系统星座在一个运行周期内瞬时覆盖率与时间的变化曲线如图6所示。
0 600 1200 1800 2400 3000 3600 4200 4600 5000 5600 6000时间（s）
图6 全球星通信系统星座覆盖率随时间变化曲线
通过计算可以得到铱星通信系统星座在一个运行周期内的平均覆盖率是100％，全球星通信系统星座在一个周期内的平均覆盖率是95.5％。可见铱星系统的覆盖统计特性优于全球星系统。
（2）典型低轨卫星通信系统星座单星覆盖率和多星覆盖率
对于地面某一点而言，可能是多星覆盖，也可能是单星覆盖。通过STK仿真得到铱星通信系统和全球星通信系统星座的单星单星覆盖情况和多星覆盖情况，见图7和图8。
至少看到3颗卫星
看到1颗卫星
看到2颗卫星
图7 铱星通信系统单星覆盖和多星覆盖情况
至少看到3颗卫星
看到1颗卫星
看到2颗卫星
图8 全球星通信系统单星覆盖和多星覆盖情况
从图7和图8可以看出，铱星通信系统星座单星覆盖率在赤道附近最高达到70％以上，而随着纬度的增加，其单星覆盖率不断减小，当纬度达到60°左右时，单星覆盖率几乎为0。全球星通信系统星座单星覆盖率在25°～50°之间时为0，当纬度增大到68°左右时单星覆盖率最大达到80％以上，对于两极附近的区域，全球星覆盖不到。
铱星通信系统星座在低纬度地区的双星覆盖率在30％以上，而看到3颗以上铱星的概率较小平均只有约10％，在高纬度地区和两极附近铱系统星座的3颗星以上的覆盖率达到100％。全球星通信系统星座在低纬度地区双星覆盖率较高可达到80％，同时看到3颗以上全球星的概率较低平均只有约30％，在中纬度地区双星覆盖率较低平均约20％，平均覆盖率只有约10％，但是中纬度地区的3星以上覆盖率较高可达90％以上。在高纬度地区多星覆盖率明显下降，到达两极地区附近就覆盖不到了。 5结束语
低轨道卫星通信系统是卫星移动通信系统发展的一个方向，受到广泛的关注，并迅速发
展起来。卫星星座作为卫星移动通信系统的基本物理架构，其组织结构形式决定了卫星星座对指定区域的覆盖质量，而较好的覆盖是低轨道卫星通信系统对指定区域提供满意的通信的前提和保障。对低轨道卫星通信系统星座进行分析，为研究低轨道卫星通信系统运行特点、服务机制、抗干扰性能等工作提供理论帮助。
参考文献
[1] 卫星通信导论. 吴诗其等. 电子工业出版社. 2006.
[2] 卫星移动通信原理与应用. 郑林华等. 国防工业出版社. 2000. [3] STK在计算机仿真中的应用. 杨颖等.国防工业出版社. 2005.
