[發明專利]基于地面站布局約束的導航星座緩變星間鏈路規劃方法

有效

• 申請號: 201510242869.1
• 申請日: 2015-05-13
• 公開（公告）號: CN104835011B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 李晶;耶剛強;張天驕;董衛華;崔衛華;張江;趙國強;安靜斌;余培軍
• 申請（專利權）人: 中國西安衛星測控中心
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種基于地面站布局約束的導航星座緩變星間鏈路規劃方法，其特征在于包括以下步驟：

①根據中軌星座的構型和軌道根數、地面測控站的幾何布局和站址坐標，采用J2000地球慣性坐標系構建星地鏈路可見模型；

②構建星間鏈路可見模型，包括：根據中軌星座的構型和軌道根數、星間天線的安裝位置，構建星間鏈路的幾何可見模型；根據星間天線的波束范圍，構建天線覆蓋模型；根據星間天線的收發信道技術指標，建立信號可達模型；

③根據星間鏈路可見模型和星地鏈路可見模型獲取星座中每一顆衛星與所有地面站的可見弧段，以及每一顆衛星與其它衛星的可見弧段；按照確定的時間片對有效數據進行歸一化，并建立有效鏈路可見矩陣；

④根據星座構型和星載星間天線的數量，在滿足星座的連通性和導航定位精度需求的前提下建立星座中星間鏈路的拓撲結構；

⑤建立路由優化的約束模型；

⑥根據跳數、分簇的均勻性、時延指標，建立以加權滿足率最大化為目標的路由優化目標函數；

⑦針對步驟⑤和⑥得到的結果，采用蟻群算法對數據傳輸的最優路徑進行求解，獲得導航星座緩變星間鏈路的路由表。

2.根據權利要求1所述的基于地面站布局約束的導航星座緩變星間鏈路規劃方法，其特征在于所述的步驟②包括以下步驟：

2.1星座中任意兩顆衛星S_i和S_j的幾何可見條件是：

L_ij≤L_gmax和O_EE＞h

其中，L_ij是衛星S_i與S_j之間的距離，最大幾何可見距離H是衛星S_i和S_j的軌道高度，R_E為地球的半徑，O_EE是地球地心O_E到S_i與S_j連線的距離，h_d為電離層頂部的高度，h＝R_E+h_d；

2.2星間天線覆蓋模型是：

γ_ij≤β_max時，α_ij<α_i；γ_ij>β_max時，90°-β_max<α_ij<α_i；

其中，α_i是衛星S_i星載星間天線波束的半功率角，γ_ij是衛星S_i與S_j之間的地心張角，r_i是衛星S_i至地心的距離，r_j是衛星S_j至地心的距離，衛星S_i星載星間天線波束對地球的最大覆蓋角衛星S_i星載星間天線波束對S_j的覆蓋角衛星S_i和S_j之間的張角

2.3衛星S_i至衛星S_j的最遠信號可達距離其中，EIRP_Si是衛星S_i的有效輻射功率，衛星S_j的星間天線增益是接收靈敏度為天線至接收系統輸入端的鏈路損耗為L_Sj，衛星S_i至衛星S_j的空間損耗為L_sp、鏈路的工作頻率為f；

2.4若O_EE＞h且L_ij≤max{L_gmax,L_max}且γ_ij≤β_max時α_ij<α_i，γ_ij>β_max時90°-β_max<α_ij<αi，則衛星S_i和S_j之間存在星間鏈路，用LengthS表示星間鏈路持續的時間長度。