Анализ и проектирование спутниковой группировки типа Starlink

Спутниковые группировки широко используются для связи, навигации и наблюдения Земли. Они обеспечивают широкое покрытие земной поверхности и хорошо подходят для этих задач. Среди различных конфигураций группировка Уокера широко применяется во многих навигационных спутниковых системах и некоторых низкоорбитальных системах связи, поскольку ее относительно легко проектировать и она обеспечивает хорошее покрытие. Несмотря на эти преимущества, спутники в группировке Уокера, как правило, имеют различные трассы подспутниковых точек. При координации нескольких группировок Уокера таким образом, чтобы их орбитальные плоскости синхронно прецессировали при одинаковом среднем движении спутников Ω₁, большие полуоси a этих группировок могут существенно различаться даже при незначительном различии наклонений орбит. Компания Space Exploration Technologies Corp. (SpaceX) предложила новую конструкцию группировки в патенте на многослойную спутниковую группировку Starlink. Слои группировки с различными наклонениями имеют небольшие различия высот, что облегчает получение разрешений регулирующих органов и развертывание системы. Спутники в одном слое также можно относительно легко спроектировать так, чтобы они имели одну и ту же трассу подспутниковой точки. Хотя эти особенности были описаны в патенте, SpaceX представила мало технических подробностей о проектировании таких группировок. В настоящей работе анализируются особенности группировки Starlink и рассматривается практический подход к проектированию группировки типа Starlink, а также к определению правил организации межспутниковых линий связи внутри группировки.