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近年来，低轨卫星凭借其轨道和信号的独特优势以及广泛的应用潜力，逐步受到卫星导航领域的关注和青睐。目前，世界主要航天国家都积极开展了大型低轨星座的开发与部署。而星座设计是星座部署和运行的前提，一个合理的星座设计方案能够有效提升系统服务效能，达到各方面综合平衡。因此，研究低轨星座轨道的优化设计具有重要意义。本文基于低轨卫星特性对轨道优化设计问题进行分析，分别针对全球覆盖和特定区域增强的补充覆盖需求，开展全球覆盖的低轨导航星座设计及面向特定区域的低轨导航卫星补充部署方案研究。在此基础上，本文采用Matlab-STK联合仿真的技术手段，对所设计星座的卫星覆盖性能及定位性能进行仿真分析，相关分析成果可为后续低轨星座的研究及工程应用提供参考。