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为提高整个二代导航卫星网络的抗毁性能,对其抗毁组网结构进行了研究。基于分群管理、链路冗余与修补方法,提出并设计分析了一种基于GEO星层、MEO星层以及地面节点联合组网的二代导航卫星网络组网结构,根据快照周期内位置固定的方法对星座中MEO星层进行分群管理,设计其群首的备份选择机制,以及群首MEO替代失效群管理者GEO机制,提高了星座网络的通信链路的抗毁性。通过分析二代导航卫星网络中数据传输过程与类型,设计网络结构中群内、星层以及整个二代导航星座的通信链路,特别是对星座中MEO星层的通信链路进行充分的冗余设计,启用视距范围内间隔失效卫星间次相邻卫星节点链路连接的链路设计,并同时提高了整个二代导航卫星网络的通信性能和通信容量,可以满足各种不同业务需求的数据包传输。 相似文献
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激光星间链路具有传输容量大和传输速率高等技术特点,具有激光星间链路功能的卫星节点可以在激光-微波混合星间链路网络中作为高速骨干网节点. 如何部署这些高速节点,使得构建的卫星网络拓扑达到最优目标,是星间链路由微波到激光过渡发展中的一个研究重点. 以包括24颗中圆地球轨道（MEO）、3颗地球同步轨道（GEO）和3颗倾斜地球同步轨道（IGSO）卫星的导航卫星星座为应用场景,在高速节点数量固定的条件下,综合几何可视性、星间距离和工程约束等约束条件, 以卫星网络接入节点到目的节点的平均端到端时延最小为优化目标,建立数学模型,提出一种基于多源最短路径策略的混合星间链路网络高速节点选取算法,求解局部激光高速节点骨干网络的最优拓扑结构. 仿真结果表明:本文算法得到的局部激光高速节点骨干网络拓扑结构能使整网传输时延更小,通信性能更佳. 相似文献
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针对导航卫星在区域完好性监测网可视弧段之外难以实现基于地面监测站的系统级完好性监测问题,提出一种基于星间链路辅助支持的导航卫星自主完好性监测方法。该方法通过利用星间组合观测值,分离星钟误差和星历误差,采用基于平稳时间序列的非稳态异常检测算法对导航卫星星载原子钟相位抖动及频率的异常漂移进行监测;采用基于轨道先验信息的非中心化开方分布异常检测算法对轨道异常机动进行监测,并利用星间链路组合观测量对卫星自主完好性监测及其对全球用户完好性性能的提升作用开展仿真分析与研究。仿真计算结果表明:该方法可以在地面监测网不可视弧度内有效减小空间段卫星部分的故障漏检概率以及系统完好性风险,缩短完好性告警时间,提高全球卫星导航系统的完好性服务水平。 相似文献
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随着空间通信的发展和卫星节点的增加,空间DTN网络中卫星节点之间的路由的重要性日益明显,大量复杂的卫星网络路由方案相继提出。针对空间DTN网络具有规律性与可预见性,研究了基于卫星节点运动接触规律 (CGR)路由协议。在ONE仿真实验平台下,对真实卫星网络场景进行了仿真实验,并对比了CGR、Epidemic与Prophet路由协议的性能。实验结果表明,相比于Epidemic与Prophet,CGR在消息交付率、平均延时和网络开销比等方面的性能优越。 相似文献
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一种基于星形的星图识别算法 总被引：2，自引：0，他引：2
针对卫星自主定姿问题,提出了一种基于星形的星图识别算法.该算法直接以星对角距为匹配特征,先确定影像中亮星为中心星,并以此星与相邻星像点构建辐射状星图,统计所有满足星对角距匹配条件的导航星出现次数,次数最多的即为中心星所对应的导航星.实验表明,该算法构造的导航星表容量小,抗星等干扰,与多边形角距匹配算法相比,具有匹配速度快、识别率高、可靠性好的特点. 相似文献
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美国全球定位系统经过多年发展,建立了完整的卫星编号识别体系,确保了不同代卫星混合组网的成功以及卫星在发射、更替、故障和退役等情况下的有序管理和维护。未来北斗卫星导航系统将经历区域系统、试验星以及全球系统卫星混合组网的过程,同时由于存在星间链路、卫星在轨重构等需求,同样需要设计合理的卫星编号体系,美国全球定位系统的设计思路值得借鉴。研究分析了全球定位系统包括空间飞行器编号、伪随机码编号、卫星号、导航星编号以及卫星代号在内的五类卫星编号,并提出了未来北斗系统编号设计若干启示和建议,研究结果可为北斗系统的卫星编号设计提供重要参考。 相似文献
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通信、导航、遥感一体的天基信息服务系统的建设将对跨境实时通信、动目标全球跟踪、灾害快速响应等提供有力保障,同时也对高效的网络通信,特别是卫星路由规划算法提出了新的要求.为优化通信链路,进一步降低时延,充分利用网格空间关系直视、编码计算效率高的优势,提出了卫星星座空间互联网格化计算方法.基于 GeoSOT-3D(geog... 相似文献
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《武汉大学学报(信息科学版)》2021,(7)
北斗导航星间链路通过双向单程伪距测量,可以消除一部分信道误差,测量精度高,同时其Ka波段窄波束天线的灵活建链方式,使其在远距离高精度的时间同步以及其他空间航天器用户之间的时间同步方面具有很好的拓展应用价值。目前,导航星间链路时间同步方法主要依赖于卫星双方具备完整的星历信息,在具有较高运行速度且不能提供精确轨道信息的航天器等拓展用户的时间同步应用方面,导航星间链路常规算法受到一定的限制。提出了一种基于单点伪距归算的时间同步改进算法,给出了算法的基本原理和实现方式,分析了该算法对高速航天器位置精度的要求,通过仿真数据和实测试验数据分别对算法进行了验证,结果表明,基于单点伪距归算后的时间同步精度优于0.1 ns。该算法可拓展应用于低轨空间站以及深空探测器等高动态用户的时间传递。 相似文献
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低轨卫星通信系统在通信领域发挥着越来越重要的作用。针对不同类型星座覆盖能力和星际链路建立条件存在的差异,设计了极轨道和倾斜圆轨道低轨卫星星座,利用STK验证了两种星座的覆盖能力和星际链路AER特性,利用NS2对两种星座卫星网络的时延、吞吐量和丢包率等性能指标进行了仿真,并对所得数据进行了对比分析,结果表明：在由32颗卫星（轨道高度1450 km ）构成的低轨星座中,极轨星座的全球覆盖能力、星际链路建立条件和卫星网络性能优于倾斜圆轨道星座,更适合于构建全球低轨卫星通信系统。 相似文献
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The introduction of an intersatellite link, also called a crosslink, is considered a promising technique for improving the reliability and integrity of a global navigation satellite system. As one of the most rapidly developing satellite navigation systems, the BeiDou system launched from March 2015 to February 2016 an in-orbit validation constellation that includes two inclined geosynchronous orbit satellites and three medium earth orbit satellites equipped with an intersatellite link in the Ka band. We modeled the intersatellite measurements of BeiDou and evaluated the ranging performance of the intersatellite link based on the analysis of in-orbit measurement data. We used both residual analysis and external data comparison to assess the data. The results show that the ranging precision of the BeiDou intersatellite link is within 10 cm and is determined mainly by the thermal noise of the receiver. Moreover, the drift rate of the group delay of the transceiver channel is within 1 cm per day. 相似文献
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Timeslot scheduling of inter-satellite links based on a system of a narrow beam with time division 总被引：1，自引：1，他引：0
An inter-satellite link (ISL) can enhance the performance of a global navigation satellite system. The system of narrow beams with time division is being increasingly used for ISLs. ISLs improve the performance of global navigation satellite systems via ranging and communication between satellites. When there are fewer antenna beams than targets, how to schedule timeslots for inter-satellite links to better perform the function of ISLs can become a problem. We describe the timeslot scheduling problem and propose a new method based on grouping to solve this problem of obtaining more range observations in a short time and communicating with a short delay between satellites and facilities. A series of 10,080 benchmarks of a typical constellation of a global navigation satellite system was run to demonstrate the feasibility of the proposed method. The regression cycle of constellations under test lasted approximately 7 days. The proposed schedule has a communication delay of less than 10 s and obtains more than nine different range observations in 60 s. Results show that the method effectively solves the scheduling problem and increases the scheduling success ratio remarkably. 相似文献
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全天时、全天候和全球的遥感信息实时智能服务是对地观测系统建设的目标。近几年来,随着我国高分专项和商业卫星的发展,在轨卫星数量急剧增加,对地观测能力得到极大增强,使得传统的单星和星座卫星系统的运控、接收、处理和应用服务模式面临严峻挑战,亟须统筹规划卫星应用各环节资源,充分发挥多星协同优势,构建统一的遥感影像实时智能服务体系和系统。本文针对遥感星群卫星体系特点和对地观测用户需求特征,开展面向星群的遥感影像智能服务关键问题研究。提出了面向任务的全球多尺度语义描述网格,统筹全球动静态的任务语义描述,在此基础上重点分析了面向星群的自主任务管理、精准动态规划和协同智能处理等关键技术问题,形成集任务描述、任务管控、任务规划、在轨处理、终端分发一体化的星群智能服务技术体系。通过充分发挥星群协同的优势,结合在轨处理和人工智能技术来降低各环节时间延迟,提高数据处理精度,从而实现完全自动化和智能化的近实时星群智能服务,为对地观测的全天时、全天候快速高效智能服务奠定基础。 相似文献
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首先,分析了混合星座的特点,并分别讨论了GEO卫星、IGSO卫星和Walker-δ星座的服务性能和星间链路的建立特点;然后,运用邻接矩阵给出混合星座连通性的判断标准,运用任意两颗卫星间相连途径的数目、割点、割边、k-连通度和k-边连通度给出星间链路稳健性的判断标准,并给出了星座达到k-连通所需要的最少星间链路的数目及其构建方式;最后,对模拟的3GEO+3IGSO+24MEO星座构型中各卫星之间的星间链路建立准则、连通性和稳健性进行了分析。 相似文献
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基于星间测距的自主定轨必然存在星座的整体旋转和漂移,即存在星座空间基准的衰减问题,因此,卫星星座的空间基准维持是自主定轨的主要目标,也是自主定轨的核心问题之一。重点讨论卫星自主定轨中的空间基准维持方法,系统分析星地观测、星间/星地组合观测和星间观测3种观测模式下的卫星轨道参数估计方法,及其对应的空间基准维持方式;提出卫星自主定轨强基准和弱基准概念。强基准是指在星地观测或星间/星地组合观测条件下,强化地面高精度基准站坐标的定轨方式,此时卫星星座基准与地面跟踪站基准一致;弱基准是指在仅有星间链路观测条件下,采用卫星轨道信息先验弱约束的定轨方式,即弱基准是以先验轨道所对应的卫星星座的几何重心建立的。强基准充分利用了星间、星地观测网中的各类信息,计算结果可靠且精度稳定,而弱基准虽然缺少地面观测信息,但先验卫星轨道同样是基于地面跟踪网精密定轨得到的,对卫星空间基准的维持同样可靠,且定轨计算更为简单。采用北斗试验星实测数据,分别开展无基准、弱基准和强基准支持下的自主定轨试验,试验结果表明,弱基准中仅对卫星轨道倾角和升交点赤经进行先验弱约束即可抵偿卫星星座的旋转和漂移,但定轨精度略低于强基准支持下的定轨精度。在无地面跟踪系统支持的特定环境下,建议采用弱基准方法,实现真正意义上的自主定轨。 相似文献
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本文介绍了导航系统完好性的定义．论述了天文导航的技术方案。提出把天文导航应用于星间链路定位的解算和导航星座自主完好性检测的技术方案中，讨论了合理的完好性检测门限。研究了反馈模型中卡尔曼滤波的使用，得出了结论。 相似文献
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A Hybrid Link‐Node Approach for Finding Shortest Paths in Road Networks with Turn Restrictions 
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下载免费PDF全文 Turn restrictions, such as ‘no left turn’ or ‘no U‐turn’, are commonly encountered in real road networks. These turn restrictions must be explicitly considered in the shortest path problem and ignoring them may lead to infeasible paths. In the present study, a hybrid link‐node Dijkstra's (HLND) algorithm is proposed to exactly solve the shortest path problem in road networks with turn restrictions. A new hybrid link–node labelling approach is devised by using a link–based labelling strategy at restricted nodes with turn restrictions, and a node‐based labelling strategy at unrestricted nodes without turn restrictions. Computational results for several real road networks show that the proposed HLND algorithm obtains the same optimal results as the link‐based Dijkstra's algorithm, while having a similar computational performance to the classical node‐based Dijkstra's algorithm. 相似文献