面向測(cè)距與通信性能優(yōu)化的衛(wèi)星導(dǎo)航星間鏈路組網(wǎng)技術(shù)研究.pdf

1、星間鏈路是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分。組網(wǎng)技術(shù)是星間鏈路的關(guān)鍵技術(shù)，須從星間測(cè)距與通信性能優(yōu)化的角度對(duì)星間鏈路組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行深入研究。星間鏈路可以采用寬波束與點(diǎn)波束兩種形式的星間天線，兩種天線形式下組網(wǎng)技術(shù)具有不同特點(diǎn)。星間鏈路的工作模式逐漸從單一的自主導(dǎo)航向星地一體化數(shù)據(jù)傳輸與定軌方向發(fā)展，要求星間鏈路組網(wǎng)技術(shù)針對(duì)星地聯(lián)合工作性能進(jìn)行優(yōu)化。在此背景下，論文針對(duì)星間鏈路組網(wǎng)技術(shù)開展了以下四個(gè)方面的研究工作：
　　（1）針對(duì)點(diǎn)波束星間

2、鏈路現(xiàn)有的網(wǎng)狀鏈路分配方法未對(duì)星間測(cè)距與通信性能進(jìn)行優(yōu)化的問題，提出了一種基于整網(wǎng)平均觀測(cè)幾何精度因子與整網(wǎng)平均鏈路傳輸時(shí)延綜合加權(quán)的鏈路代價(jià)最小化的鏈路分配方法。分析與仿真結(jié)果表明，本文提出的鏈路分配方法星間測(cè)距與通信性能明顯優(yōu)于網(wǎng)狀鏈路分配方法。每分配5個(gè)星座網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行一次鏈路代價(jià)計(jì)算時(shí)，整網(wǎng)平均觀測(cè)幾何精度因子可從3.06降低到1.34，整網(wǎng)平均點(diǎn)到點(diǎn)鏈路傳輸時(shí)延從218ms略降至211ms。
　?。?）針對(duì)星間鏈路缺

3、乏鏈路異常檢測(cè)方法，無法有效解決鏈路中斷條件下路由傳輸?shù)膯栴}，提出了一種基于鏈路中斷檢測(cè)和 K短路徑的抗毀路由算法。分析與仿真結(jié)果表明，鏈路發(fā)生中斷時(shí)采用本文提出的抗毀路由算法比鏈路正常時(shí)最多僅增加1跳傳輸，未明顯增加鏈路負(fù)擔(dān)。
　?。?）針對(duì)寬波束時(shí)分體制星間鏈路現(xiàn)有的輪詢時(shí)分測(cè)距體制星間觀測(cè)幾何結(jié)構(gòu)不夠優(yōu)化，制約聯(lián)合定軌精度提升的問題，提出了一種分組時(shí)分的星間測(cè)距體制和基于整網(wǎng)平均觀測(cè)幾何精度因子最小化的衛(wèi)星分組算法。分析與仿

4、真結(jié)果表明，分組時(shí)分測(cè)距體制聯(lián)合定軌精度明顯優(yōu)于輪詢時(shí)分測(cè)距體制。當(dāng)星間星地測(cè)距誤差為均值0.6m、標(biāo)準(zhǔn)差0.3m的正態(tài)分布誤差模型時(shí)，最優(yōu)衛(wèi)星分組條件下的聯(lián)合定軌精度可從2.45m提高到1.26m。
　?。?）針對(duì)目前缺乏有效的衛(wèi)星導(dǎo)航星間鏈路整網(wǎng)干擾影響分析方法的問題，提出了一種兼顧定軌與通信性能的整網(wǎng)干擾影響評(píng)估方法。分析與仿真結(jié)果表明，整網(wǎng)平均定軌精度損失可有效衡量被干擾衛(wèi)星數(shù)量，整網(wǎng)通信阻斷率與整網(wǎng)平均鏈路傳輸時(shí)延增量可