LEO 卫星网络路径选择策略研究

路由算法在选择路径时,主要考虑传输延迟和跳数这两个因素,分别选取最短延迟路径(Least Delay Path, LDP)或最少跳数路径( Least Hops Path, LHP)。在卫星网络中,基于LHP选径策略实现更加简单,但其应用在LEO卫星网络中合理性的研究成果不多。本文对极轨道LEO卫星网络中,LDP和LHP之间关系进行详细的理论分析,验证了LHP选径策略的合理性。并在此基础上,提出一种基于横向传输优先级（Horizontal Transmitting Priority, HTP）的LHP最短路径选择策略,利用横向链路长短特性简化路径决策流程。通过仿真,该方法能够快速寻找到最短LHP路径,为LEO卫星网络路由算法提供一定的研究基础。     

区域性覆盖的卫星轨道和星座设计

探讨了区域性覆盖卫星星座设计方法。为实现我国区域连续覆盖,对倾斜圆轨道星座,σ星座,椭圆回归轨道星座,极轨卫星星座,赤道轨道星座等设计方案优缺点进行研究,综合比较和仿真分析,赤道轨道星座和倾斜圆轨道星座,是对我国区域连续覆盖的较好方案。     

卫星导航系统功率增强子星座优化设计与性能分析

卫星功率增强技术是提高区域导航信号抗干扰性能的一种有效措施,在卫星导航全星座中优选出卫星数量少、服务性能优的功率增强子星座,是新一代卫星导航系统建设迫切需要解决的问题。因此提出基于卫星数最少准则的功率增强子星座优化设计方法,详细介绍设计流程、数学模型及最优解搜索策略;定义了可用性水平、精度水平和覆盖范围等指标评估功率增强子星座性能;以GPS为例,分别针对覆盖点目标和区域目标两种应用背景进行功率增强子星座优化设计及性能评估。分析结果表明:全球范围内任意目标点进行功率增强需要12～17颗卫星;实现对我国沿海地区的连续覆盖需要18颗功率增强卫星;覆盖整个亚太地区则需要全星座24颗卫星都具备功率增强能力,这样才能满足其连续性和精度要求,此时最优功率增强子星座的服务范围可扩充至全球区域。     

北斗GEO卫星用户算法的改进方法

针对北斗GEO用户算法需要进行5°倾角的坐标旋转处理这一过程,提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历参数拟合过程中法化矩阵奇异的问题。从而避免了北斗GEO用户算法中坐标旋转处理过程,减少了GEO用户算法的计算步骤。仿真表明,提出的改进方法在卫星轨道拟合过程中与原算法精度相当;在卫星轨道外推过程中与原算法相比略有精度损失,但仍满足用户导航定位精度的需求。采用实际北斗GEO星历解算的轨道数据验证了改进算法的有效性。     

北斗GEO卫星用户算法的改进方法研究*

针对北斗GEO用户算法需要进行5?倾角的坐标旋转处理这一过程,本文提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历参数拟合过程中法化矩阵奇异的问题。从而避免了北斗GEO用户算法中坐标旋转处理过程,减少了GEO用户算法的计算步骤。经过仿真验证,本文提出的改进方法在卫星轨道拟合过程中与原算法精度相当;在卫星轨道外推过程中与原算法相比略有精度损失,但仍满足用户导航定位精度的需求。最后,采用实际北斗GEO星历解算的轨道数据验证了改进算法的有效性。     

近地轨道卫星星座设计时的轨道模型

首先给出考虑Ｊ２摄动项时近地轨道卫星的轨道模型、星下点计算方法和覆盖判断准则,在此基础上给出一种近地回归轨道的迭代设计方法。在区域间断覆盖星座设计时常常选用每天运行１２、１３、１４、１５圈的近地圆回归轨道,因而最后列出了这４种回归轨道的轨道高度和倾角。     

基于混合星座的卫星导航系统功率增强服务性能分析

在导航战中,卫星功率增强技术是提高战区卫星导航系统生存能力的重要措施.针对导航战背景下如何保持Compass系统对我国领土及周边区域导航服务能力的问题进行了研究,提出了一种基于混合星座和最优GDOP值准则的卫星导航系统功率增强方案,并就功率增强覆盖区域在不同实现方式条件下的覆盖性、可用性和实现复杂度等性能进行了对比分析.分析结果表明,采用“5GEO +4MEO”的功率增强组合形式,可以实现对我国领土及近海区域的全天时覆盖,可用性水平达到100％( GDOP ＜6.3),同时具有实现复杂度低和系统稳定性好等特点,可作为我国区域功率增强的备选方案.     

基于STK的Starlink星座覆盖仿真分析

利用卫星仿真工具包(STK)建立了Starlink星座覆盖模型,对其在南北纬70°范围内的覆盖能力进行了仿真分析,具体分析了星链星座对华盛顿、北京、中国台湾、基辅四个地点及其所在四个地区的覆盖能力。仿真结果表明,目前,星链星座能够达到对南北纬约60°之间地区的100%覆盖率,1.5版星链卫星开始覆盖两极地区,星链星座向实现全球覆盖方向稳步发展;星链星座对华盛顿、北京以及基辅等高纬度地区能够实现24小时全覆盖,且覆盖重数较大;对中国台湾等低纬度地区还有部分时刻无法实现连续覆盖,但整体覆盖能力正稳步提升。     

三星时差定位卫星簇的分析与设计

依据三星时差定位精度分析的结论 ,提出了三星时差定位卫星簇的设计原则 ,分析了卫星簇几何形状的变化规律 ,讨论了全球定位卫星簇的设计 ,给出了一种快速简洁的设计方法。仿真分析表明 ,按照本文方法设计的卫星簇能够提供全球的高精度定位。     

基于伪卫星组网系统的定位精度研究

目前国内外弹药制导方式普遍采用GPS、惯性导航以及两者的复合制导方式,提出了一种基于伪卫星组网技术的定位制导方式,利用作战区域布设的4个伪卫星接收机通过接收由弹载信号发射机发射的信号,完成弹药的制导控制。与普遍采用的制导方式相比,该制导方式具有完全的自主性及更高的定位精度。仿真结果表明,在作战区域弹药的定位精度可以控制在1.5 m范围内,较好地满足对高速高旋弹药定位精度要求。     

LEO/MEO双层卫星网络设计及仿真

针对单层卫星网络功能单一、可靠性较低以及三重卫星网络链路冗余度过高、实现复杂的问题,提出了利用LEO/MEO卫星构建双层网络的构想.基于"最坏观察点"与"覆盖带"理论设计了"弱连接"的LEO/MEO双层卫星网络星座,给出了星际链路建立原则.仿真结果表明,所设计的卫星网络具有全天时全球覆盖能力,有利于星际链路的建立.     

解析法区域覆盖卫星星座设计

对典型卫星星座进行了分析。使用解析方法,以卫星载荷的工作高度范围为约束条件,以有效利用卫星覆盖区域为原则,给出设计区域覆盖卫星星座的详细步骤,得出卫星轨道根数和星座轨道参数。利用卫星工具包(STK)生成卫星星座图。     

多层卫星通信网络结构设计与分析

针对单层卫星网络时延高、网络阻塞概率大等问题,研究了多层卫星网络的系统结构及其特点。结合不同轨道卫星特点,引入分层卫星网络结构,采用Walker和极轨星座覆盖带设计法,设计了多层卫星网络星座。采用"弱连接"模型作为星际链路建立的基本原则,并对星座的覆盖性能和星际链路特性进行了仿真分析,结果表明,多层卫星网络在覆盖特性和星际链路性能上更具优势。     

Web GIS／“北斗”技术在应急器材保障系统中的应用研究

通过分析万维网地理信息技术、"北斗"卫星定位技术和网络技术的综合应用,提出了应用Web GIS和"北斗"卫星定位技术的应急器材保障系统的基本思路和方法,探讨了实现应急器材保障系统的技术途径.     

C~4ISR系统结构的网络分析

针对现代网络中心战中C~4ISR系统的特点,从复杂网络的角度,对C~4ISR系统结构进行了网络分析.采用基于多智能体的仿真方法,建立了两种C~4ISR系统的网络结构仿真模型,基于这些模型研究了不同网络结构下信息的失真率和延迟量.讨论了信息失真和延迟分别对集中式网络与分布式网络作战效能的影响.结果表明所提思路和方法是正确、有效的.     

对卫星通信链路干扰仿真分析

研究通过地基大功率干扰机干扰卫星通信上行链路,通过无人机干扰卫星通信的下行链路。通过载噪比和误码率对卫星通信链路的性能进行分析,对地基干扰大功率机干扰卫星通信上行链路进行了仿真分析,研究干扰机布放数量、干扰功率、干扰频率、通信数据传输速率和调制方式等因素对干扰效果的影响,并对无人机干扰卫星通信的下行链路进行了仿真分析,得出无人机和地基干扰机干扰卫星通信的一些作战使用结论。     

基于雷达网拓扑特征的雷达目标编群算法

为有效评估战场电磁态势和实施雷达网对抗,研究雷达目标编群算法十分必要。提出了一种基于拓扑特征分析的雷达目标编群算法,在分析雷达网拓扑结构及其特征基础上,利用拓扑特征实现雷达目标群的建立和更新,完成雷达目标编群。仿真实例表明算法具有可行性和有效性,为电磁态势评估和雷达网对抗奠定了基础。     

基于ON／OFF模型的网络流量生成

分析了网络流量的特性,依据网络流量的自相似性,阐述了自相似网络流量生成的方法。以ON/OFF模型为理论依据,设计了生成自相似网络流量的算法,实现了在局域网环境中在线生成满足用户配置要求的网络流量,并对其关键部分代理端的流量生成模块进行了介绍。     

基于反射内存网的多飞行模拟器时间同步

飞行模拟器是一个复杂的分布式实时仿真系统,而多个飞行模拟器的联网则要求高精度的同步、更高的实时性.首先对单台飞行模拟器的网络结构、同步机制进行了描述,然后介绍了反射内存网的工作原理,并利用反射内存网作为同步信号的传输链路,对多飞行模拟器组网的同步进行了研究,同时对反射内存网和以太网结构并存的特点进行了分析.     

一种基于模糊神经网络的非线性系统故障诊断方法研究

提出了一种基于模糊神经网络的非线性系统故障诊断方法.利用模糊C 均值聚类法对测量空间进行分割,再利用模糊规则对分割后的子空间分别采用BP网络进行逼近,从而获得不同子空间故障输出与测量输入的非线性动力学特性.计算机仿真表明该网络具有良好的泛化性能,方案可行.