A műholdkonstelláció mesterséges műholdak csoportja , amelyek rendszerként működnek együtt. Egyetlen műholdtól eltérően a konstelláció folyamatos globális lefedettséget biztosíthat, így legalább egy műhold bármikor látható bárhol a Földön. A műholdakat általában további pályasíkok csoportjaiban helyezik el, és a földfelszínen egyenletesen elosztott földi állomásokhoz csatlakoznak . Műholdak közötti kommunikációt is használhatnak.
A közepes és alacsony földi pályán lévő műholdakat gyakran műholdképekben helyezik el, mivel az egyetlen műhold által biztosított lefedettség csak egy kis területet fed le, amely a műhold mozgása során a pályán tartásához szükséges nagy szögsebességgel mozog . Egy terület folyamatos lefedéséhez sok műholdra van szükség, ellentétben a geostacionárius műholdakkal , ahol egyetlen műhold sokkal nagyobb magasságban, és a Föld forgási sebességével megegyező szögsebességgel mozog, nagy terület folyamatos lefedését biztosítja.
Egyes alkalmazásokban, különösen a digitális kommunikációban , az alacsonyabb konstellációs magasság előnyöket kínál a geostacionárius műholdakkal szemben az alacsonyabb keringési költségek és a jelátviteli késleltetés miatt [2] . A geostacionárius műholdon keresztül történő oda-vissza Internet Protocol adatátvitel során a késleltetési idő több mint 600 ms lehet, de legfeljebb 125 ms közepes pályás pályán, vagy 30 ms alacsony pályás rendszer esetén [3] .
A műholdkonstellációk közé tartozik a Global Positioning System (GPS) , a Galileo és a GLONASS rendszerek a navigációhoz és a geodéziához , az Iridium és a Globalstar műholdüzemeltetők, valamint az Orbcomm üzenetküldő szolgáltatás , a Katasztrófafigyelő Constellation és a RapidEye a napszinkron keringési távérzékeléshez , az orosz kommunikációs műholdak Molniya és Tundra. magas elliptikus pályán , valamint a Starlink és a OneWeb által indított szélessávú műholdas csillagképekben .
Nagyszámú csoport létezik, amelyek mindegyike egy adott küldetést hajt végre. A konstellációkat általában úgy alakítják ki, hogy a műholdak keringési pályája, excentricitása és dőlése azonos legyen , így az esetleges zavarok mindegyik műholdat nagyjából ugyanúgy érintenek. Ily módon a geometria megtartható az állomás túlzott karbantartása nélkül. Így az üzemanyag-fogyasztás csökken, és ennek következtében megnő a műholdak élettartama. Egy másik szempont, hogy az egyes műholdak helyzete a pályasíkban elegendő távolságot biztosítson ahhoz, hogy elkerüljük az ütközéseket vagy az interferenciát a pályasík metszéspontjain. A körkörös pályák azért népszerűek, mert ebben az esetben a műhold állandó magasságban van, ami állandó jelerősséget igényel a kommunikációhoz. A körkörös pálya geometriák egy osztálya, amely népszerűvé vált, a Walker Delta minta. Ez a megfelelő jelöléssel rendelkezik a leíráshoz, amelyet John Walker javasolt [4] :
Megnevezése:
i: t/p/f;
ahol i a dőlésszög, t a műholdak teljes száma, p az egyenlő távolságra lévő síkok száma, és f a szomszédos síkok műholdai közötti relatív távolság. A szomszédos síkokban lévő egyenértékű műholdak valódi anomáliájának változása (fokban) f × 360/t.
Például a Galileo navigációs rendszer Walker Delta 56°: 24/3/1 csillagkép. Ez azt jelenti, hogy 24 műhold van 3 síkban, 56 fokban megdöntve, és 360 fokot ölelnek fel az Egyenlítő körül. Az "1" határozza meg a síkok közötti szakaszolást és azok elrendezését. A Walker-delta Ballard rozettájaként is ismert, A. G. Ballard hasonló korábbi munkája után [5] . Ballard jelölés (t, p,m), ahol m a síkok közötti tört eltolás többszöröse.