编队微小卫星变码速率星间通信系统仿真研究

本文以3颗微小卫星在同一个轨道面内编队飞行并对地进行三维立体测绘为背景,根据编队飞行星间链路的特殊要求,推导了低轨道编队卫星星间链路的计算公式;提出了根据星间通信距离改变码速率的通信方案,并对编队飞行卫星变码速率通信系统进行了仿真研究.     

卫星网络中永久星间链路的设计方法研究

从星座设计角度出发,分析永久性星间链路存在的条件,解决了不同轨道面以及不同轨道高度卫星之间相对移动造成的星间链路频繁切换问题。根据卫星网络空间几何特性,提出了一种在卫星生存期内可以永久保持星间链路连接的星座设计方法,并对建立星间链路的条件进行了分析。通过数值分析方法得出了永久星间链路存在的条件,并通过实例加以验证。     

移动通信卫星系统展望

本文阐述了移动通信卫星系统的发展趋，包括增强同步轨道卫星的功能，发展同步轨道卫星与非同步轨道卫星的组合系统，采用低轨道卫星系统，并对光学星间链路低轨道卫星系统的概念进行了简单介绍。     

椭圆轨道编队小卫星星间链路几何特性研究

该文对编队飞行小卫星的星间链路几何特性（方位角、仰角及星间距离）进行较为深入的研究。在提出椭圆轨道下编队小卫星星间链路几何特性的计算公式后,结合实例做了相应的仿真,并对仿真结果进行了进一步的讨论,得到了星间链路几何特性随轨道参数变化的规律。对于未来星座设计、编队小卫星组网等方面具有较大的参考价值。     

卫星星间链路多普勒频移仿真

在卫星通信过程中,对具有相对运动的卫星,星间链路的多普勒频移是不能忽视的。分析了空间圆轨道卫星星间链路的距离以及距离变化率,并进行了公式推导。在此基础上提出了一种以链路距离变化率作为卫星相对运动速度来计算星间链路多普勒频移的新方法,并以铱星系统和某中轨卫星系统为例,分别对同层高度星间链路和异层高度星间链路的多普勒频移进行仿真,给出了仿真结果。分析与结果表明,该方法合理、有效。     

TDRSS中星间链路信号的衰减特性研究

在TDRSS应用系统中,通过在合适的赤道定点上空设置静止轨道卫星,可使低(中)轨应用卫星的覆盖区域大为扩展。本文研究TDRSS系统中静止轨道卫星和低(中)轨卫星间的星间链路和信号衰减特性,得到了不同轨道参数条件下,低(中)轨卫星同静止轨道卫星之间的星间链路信号衰减结果,为TDRSS的综合应用设计提供了依据。     

低轨道卫星网络中星际链路的研究

给出了极轨道星座的设计方案。分析了星际链路的空间几何关系。结合极轨道星座的例子,通过卫星仿真软件STK进行卫星星座仿真,分析得到低轨卫星系统星际链路的仿真结果,并简要提出低轨道卫星组网的路由算法。     

移动卫星通信系统的轨道和覆盖特性分析（上）

本文研究了卫星运动轨道的基本理论，对不同参数的卫星轨道进行了比较，给出轨道仿真软件的运行结果，并分析了卫星覆盖特性的算法，采用计算机软件仿真，得到移动卫星通信系统的覆盖特性及链路切换时间和链路中继时间的统计结果。     

多层卫星网络激光星间链路空间特性仿真

多层卫星网络结构由于其鲁棒性强,可实现无缝覆盖等特点而成为研究热点。针对 高轨/中轨/低轨(GEO/MEO/LEO)多层卫星网络结构,研究了各个节点间的激光链路,推导出 了 不同轨道间两个卫星位置关系的坐标转换公式。对同层间激光链路(OISL)、异层间激光链路 ( OIOL) 俯仰角、方位角以及距离参数和GEO对LEO覆盖特性进行了仿真。结果表明,卫 星光学终端俯仰指瞄范围完全可以满足目标星的移动要求,但水平指瞄范围和扫描速度是影 响星间激光链路性能的主要因素。     

基于空间激光通信组网四反射镜动态对准研究

空间激光通信全光链路组网具有较高的通信速率,决定了其在未来全球空间通信领域中的重要地位及发展方向。全光链路组网需解决一点对多点的光学链路问题,不同方法所涉及的结构和跟踪控制方式会有较大差异。基于全光链路组网光学原理,提出了一种轨面四反射镜光学天线结构。基于链路组网方案的光学动态跟踪原理进行数学建模,给出链路通信节点间动态对准时光学参量间的关系,并对数据进行分析,可用于空间激光通信终端捕获、跟踪、瞄准(ATP)控制系统。提出了一种低轨双链路列队卫星组网方案,将激光通信终端光学天线四跟踪平面反射镜的工作面置于卫星轨道平面链路节点处,可实现低轨全光链路空间激光通信组网。     

星间链路技术的研究现状与发展趋势

星间链路技术是提高全球卫星导航系统的精度和自主导航能力的一项关键技术。介绍了全球主要卫星导航系统星间链路的建设情况,综述了国内外关于星间链路的重要研究,包括星座的特性分析、星间链路的构建准则、星间链路的拓扑分析、星间链路传播信号的设计以及星间链路信号的发射和接收等,指出了目前研究的侧重点,展望了星间链路的发展趋势和未来的研究方向。相关内容可为星间链路的进一步研究提供参考。     

基于IP协议的卫星组网通信关键技术研究

早期卫星组网一般采用地球同步卫星(GEO)作为中继器，而现在的卫星宽带信息网则是通过星间链路(ISL)实现相邻卫星之间直接通信，研究宽带卫星组网技术对于加快我国信息基础设施建设具有极其重要的作用。本首先介绍卫星通过星间链路组网通信的系统模型，然后分析卫星网络IP系统的协议堆栈，并对卫星网络TCP/IP协议各层采用的接口和协议、基本功能、工作方式等进行详细研究，最后对卫星组网通信中涉及的物理层、数据链路层和网络层的关键技术逐一进行了探讨。     

卫星网络路由技术概述

卫星网络不仅能提供全球无缝覆盖,具有连续的高带宽性能,而且还支持灵活、可扩展的网络配置.文中阐述了具有星间链路的卫星网络在空间通信中的重要地位及其路由算法应当具有通用、简洁和可靠等特点.从单层、两层与多层卫星网络路由三方面综述了多种路由算法,并对其进行详细的分析和比较,最后指明了进一步的研究方向.     

低轨大规模卫星星座系统建模与干扰分析

针对低轨(LEO)大规模卫星星座系统存在电磁空间复杂且难于观测的问题,对低轨卫星星座链路特征进行研究。以Starlink和OneWeb星座为研究对象,根据低轨卫星的星座参数,获取等效全向辐射功(EIRP)值并进行可视化处理;对获取到的低轨电磁卫星数据进行分析,获取数据的衰减特性和时间、频率等的数据关系,计算星间的链路干扰以及时间上的分布特征;获取相对干扰时间的特征值以及星间数据的衰减与时频的多维特性,并分析不同场景下的干扰时间特征,从多个维度分析低轨大规模卫星星座系统间星间链路的干扰情况并进行仿真验证。实验证明了低轨大规模卫星星座系统之间的星间链路存在干扰情况,且频率越高,干扰现象越明显。     

卫星导航系统上行注入的研究现状与发展趋势

上行注入系统是卫星导航系统的生命线,是卫星导航系统不可或缺的一部分。详细研究了国外全球卫星导航系统和区域卫星导航系统的上行注入方案：全球定位系统（GPS）正由GPS II阶段过渡到GPS III阶段,上行注入也从全球布站的单星直接注入方案转变为本土布站的基于星间链路转发的注入方案,“伽利略”（Galileo）采取了全球布站的单星直接注入方案,而俄罗斯全球导航卫星系统（GLONASS）、准天顶卫星导航系统(QZSS)和印度区域导航卫星系统(IRNSS)采取了本土布站的单星直接注入方案。随着各大全球系统逐步研究、规划和开发星间链路,基于星间链路转发的上行注入方案势必成为全球系统的上行注入方案发展趋势,链路协同注入和高速传输也必然成为该方案的关键技术。     

星间激光链路数据中继技术研究进展

基于高性能激光链路构建高速安全的数据中继卫星系统可为不同轨道、不同功能的对地观测卫星和用户航天器提供大容量、无缝隙的数据中继服务,在军事和民用领域均具有广泛的应用前景。以欧洲为代表的发达国家相继开展了星间激光链路数据中继技术的理论研究和星上演示验证,并启动了相应的工程验证计划。综述了国内外星间激光链路数据中继技术的研究现状,对几种典型激光链路数据中继卫星系统,着重研究了系统结构、激光终端及模拟验证实验。最后,分析了数据中继卫星激光链路组网中着重关注的几个方向。     

A Probabilistic Study of Inter-Satellite Links Load in Polar Orbit Satellite Constellations

We analyze the load of the inter-satellite links in polar satellite constellations. Starting from simple considerations on the structure of the underlying network topology, we derive the probability of use of different families of links, with various hypotheses on the nature of the traffic. Our analysis leads to a simple, practical evaluation of the asymptotical link load, which depends on the position of the link. Our model is validated through a constellation simulator, which shows that the results hold even for light load.     

基于分布式星群的双层星座设计

当前,陆地通信系统已无法满足日益复杂的信息需求,利用空间信息网络实现全球范围内的无缝覆盖和高效容量传输成为研究热点。现有卫星通信系统以单层星座为主,缺少高低轨卫星之间的协同。提出了一种基于分布式星群的双层星座设计,以基于分布式星群的低轨卫星作为网络架构的基础,采用星间链路实现低轨卫星之间的通信,通过高轨卫星实现中低纬度地区覆盖性能加强。仿真结果表明,所提方法在仅依靠在国内部署卫星地面站的前提下可实现全球多重覆盖。     

A MEO Tracking and Data Relay Satellite System Constellation Scheme for China

A medium earth orbit （MEO） tracking and data relay satellite system （TDRSS） constellation scheme for China is proposed. This system consists of MEO satellite constellation, inter-satellite links （ISLs） and terrestrial gateway station, which can provide continuous bidirectional data transmission links between low altitude spacecrafls and the terrestrial gateway station in China. Theoretical analysis and simulation results indicate that the proposed constellation can cover the global low altitude space sphere and earth surface of China continuously, and has a preferable practical perspective.     

星地一体化导航系统星问链路仿真及分析

在导航卫星系统中,为了解决星间链路拓扑规划不合理而导致的星地信息传输时延大的问题,提出了一种新的星间链路规划方法。该方法优先考虑星地间的可视覆盖关系,保证卫星与地面站之间实时的信息传输。利用STK仿真软件构建了卫星网络拓扑,进而利用OPNET仿真软件完成了性能仿真验证。仿真结果表明,新的拓扑减小了星地数据传输的跳数和端到端时延,符合星地一体化的需求。