基于星座的卫星网络路由控制研究

为实现卫星网络的互联互通,需对卫星网络进行有效、合理和可靠的路由控制。从卫星网络的高度动态特性出发,考虑到卫星网络的周期性和可预见性等特点,基于卫星星座对路由选择和路由重构进行了详细地阐述。重点分析了卫星网络的路由选择,提出了适合于卫星网络的基于路由服务器的自适应备份路由方案。节点可查询存储在本地的由路由服务器预先计算的路由表,独立地进行选路。另外,路由重构可解决链路短时或长时失效带来的选路失败问题。     

GEO/LEO卫星网络的数据传输与抗毁性技术

针对低轨卫星网络对地传输时实时性不足的问题,提出了一种双层卫星网络协同的数据传输与抗毁性技术．在技术中以高轨卫星网络作为通信骨干网,负责卫星网络中数据的中继与转发,低轨卫星层则负责数据的收集和辅助路由．通过高轨卫星层与低轨卫星层的联合通信,实现了低轨卫星数据的实时传输．采用多路径传输策略,提高了卫星网络的抗毁性．通过仿真,对提出的技术在吞吐率、传输时延、时延抖动以及丢包率等方面的性能进行了分析．在遭受攻击环境下,对网络的数据交付能力变化进行了研究．多层卫星协同的数据传输方法能够很好地解决单层低轨卫星网络在数据传输方面的不足,满足卫星节点多业务的实时传输需求．     

一种适用于宽带卫星网络的TCP增强方案

提出了在RTT内均匀发送TCP分组流的改进方案TCP-regular．通过仿真可看出TCP-regular避免TCP分组流突发传输给宽带卫星网络整体造成冲击,减少了中间结点进入拥塞状态的可能性,有效提高了宽带卫星网络整体性能和顽健性．     

认知无线网络技术在卫星通信中的应用

针对认知无线网络技术在卫星通信网络中的应用,围绕现有卫星网络缺乏对环境的掌控能力、智能化程度低的特点展开分析,提出了认知技术在卫星通信网络的应用思路。利用认知无线网络技术的优势,引导卫星通信系统向更智能化的方向演进。研究表明,把认知技术引入卫星通信网络,能够有效提高其资源利用率与环境适变能力。     

基于多Agent的小卫星星座组网研究

将多Agent技术应用于小卫星星座网络的路由和任务协作,构建了基于多Agent的卫星星座结构以解决传统IP路由技术无法满足小卫星网络移动性要求的问题;使用多Agent系统中的代理通信语言,结合小卫星网络路由的特点进行协议设计和OPNET仿真.仿真结果表明使用多Agent网络能增强小卫星之间的协作能力,从而提高网络的有效性.     

卫星网上TCP／IP传输性能 提高的技术措施

本文分析了现有TCP／IP协议在卫星网络上传输时性能下降的原因,并提出了最大限度发挥卫星网传输TCP／IP能力的若干方案。     

低轨卫星网络星载边缘DNN推理策略

为了使低轨卫星网络具备自适应边缘推理能力，首先需要利用有向无环图建立深度神经网络(DNN)模型，并研究低轨卫星网络中的分布式DNN推理问题；然后提出了基于激励函数和处理时延联合优化的量子进化算法，实现了采样率设置和任务卸载的最优化决策；最后，通过仿真测试验证了基于激励函数和处理时延的量子进化算法的性能优于传统方法。     

基于公钥基础设施的卫星网络安全保障平台

针对卫星网络拓扑动态变化、网络边界模糊等特点,分析了卫星网络对安全基础设施提出的需求,提出基于公共密钥基础设施(public key infrastructure, PKI)建立卫星网络安全保障平台的思想;基于PKI提供的证书结构,在密钥管理、身份认证、完整性和机密性保护等方面,针对卫星网络应用环境进行了相应设计;利用仿真手段,基于卫星网络安全保障平台完成了卫星网络对抗信息传输过程的仿真,并分析了机密性和完整性保护策略的实施效果;最后从卫星网络使用的安全策略、密码算法和认证体系等方面得出结论,并指出下一步要研究的内容.     

移动卫星网络中卫星切换调度研究

针对卫星切换调度问题,提出了一种最大服务时长切换调度算法. 该算法利用了现有的GPS基础设施和卫星网络中卫星的多样性(即在任意时刻多颗卫星覆盖相同的区域),减少了用户在通信过程中的切换次数,从而最终降低了用户的掉话率,实现了用户在低轨(LEO)卫星网络中实时高效的切换. 在Iridium卫星网络中的仿真结果验证了该算法的有效性.     

基于卫星网络安全域划分的入侵检测模型研究

由于卫星网络的高动态特性,使得现有的基于地面网络的入侵检测技术无法适用.为此,基于卫星节点的运行特点,建立了基于注册注销机制的安全域,并在此基础上提出了卫星网络分层分布式的入侵检测模型,设计了星上入侵检测代理在安全域内和域间的协作机制.仿真结果表明本文建立的入侵检测模型和协作机制适合于卫星网络.     

宽带卫星ATM网络及关键技术研究

作为一种新型的宽带卫星通信系统，卫星ATM网络将卫星通信和ATM技术的优势相结合，具有宽带、高比特率，能满足多媒体业务需求以及可灵活分配带宽等特点。由于ATM技术在有线网络中的应用基础是在高速率、低误码率的光纤信道中使用，因而在卫星环境下采用ATM技术将面临一系列特殊问题。在介绍卫星网络特点的基础上，着重讨论了目前卫星ATM网络的关键技术，如网络结构、轨道和频段、卫星点波束覆盖、卫星链路的多址方式、差错控制技术以及调制解调技术等，并对各个环节中常使用的技术进行了分析，比较各自的优缺点，从而得到最适合ATM卫星传输模式的技术。     

星地一体化的卫星网管系统设计

高频段资源的使用、多波束天线技术、星上交换、星上处理的应用将使得卫星通信系统的带宽、处理能力和抗干扰能力提高到一个全新的水平.提出了一种星上控制、星地一体化管理、具有多级备份、可灵活配置的卫星通信网络管理系统的体系结构.     

基于RBF网络上界自适应学习的预警卫星滑模控制

分析了RBF(径向基函数)神经网络的基本结构和数学特性,对于预警卫星动力学系统的不确定性上界值无法测量和未知的情况,采用RBF神经网络可以对较强干扰上界进行自适应学习,并可降低控制和动力学带来的抖振。针对带有摆镜的预警卫星姿态控制问题,提出了一种基于神经网络扰动补偿的姿态滑模控制方法。针对RBF网络正交最小二乘(OLS)学习算法,采用RBF神经网络来学习不确定因素的上界值,并设计了预警卫星的姿态控制规律,解决了预警卫星动力学扰动补偿问题。利用数值仿真估算了基于RBF网络上界自适应学习滑模控制的预警卫星姿态控制系统的性能指标。     

“3S”技术的最新发展

现在,“3S”技术已经在经济社会的发展中发挥着重要作用.今后几年,GPS和GLONASS两个卫星导航定位系统将被更新换代,其精度和抗干扰能力也将大幅度提高.有中国参与的欧洲Galileo卫星导航定位系统已进入实质性部署阶段,将于2010年前后建成,从而打破美国目前在这一领域的垄断局面.遥感科技将向高分辨率、多平台、定量化、网络化和实用化发展.GIS将与计算机科技协同发展,在三维空间分析与表达、空间数据的不确定性、多源数据集成或融合、空间多尺度数据挖掘等方面受到更多关注,并走向网络化、大众化,成为地理信息产业的重要组成部分.     

基于卫星通信的网络管理体系结构的研究

提出了一种新的基于卫星通信的网络管理体系结构，通过对网络管理体系和协议，管理功能域和关键技术上的研究与实现，建立了一种新的基于卫星通信的网络管理系统模型，实现网络的自主运行和积极控制，保证网络的可靠和有效运行，提高网络的分理处自愈和抗毁能力。     

事件驱动的卫星编队姿态分布式协同控制

星间信息交互是卫星编队姿态协同控制的基础.为降低姿态协同控制对星间交互的信息量,满足资源和通信带宽受限等约束,在卫星编队Euler-Lagrange姿态动力学模型的框架内,提出了一种基于事件驱动的相对姿态分布式自适应控制算法.通过设计含有星间状态偏差、关联矩阵等的事件驱动函数,当该函数值满足条件时触发事件、更新数据,在非触发时间内利用触发时刻的信息设计控制算法,从而将卫星编队姿态一致性协同控制转化为事件驱动控制问题,有效降低了控制输入更新频次及星间信息交互量.基于Lyapunov理论证明了在事件驱动自适应控制器作用下,领航者—跟随者卫星编队系统是全局渐近稳定的.并证明了事件触发时间序列不会产生Zeno现象,即事件触发间隔时间存在下界.进行数值仿真验证事件驱动自适应控制算法的有效性,并将其与传统自适应控制算法相比较,仿真结果表明,所设计的控制算法在保证闭环系统控制性能的前提下,显著降低了控制输入更新频次和星间交互信息量,满足星上能量和星间通信能力等约束.     

小卫星控制系统半物理仿真验证平台

介绍了小卫星控制系统地面半物理仿真验证平台的系统组成和方案设计,进行了实际控制系统仿真验证.平台以dSPACE实时仿真器为核心,在气浮台上辅以星载计算机、敏感器和执行机构进行仿真验证.该仿真平台能够在部分实物短缺情况下,采用仿真器对这些实物进行功能和电气接口完全模拟,提前进行星体控制系统半物理仿真验证,达到验证目的,降低了仿真成本.该仿真验证平台充分考虑了卫星控制系统实际运行环境,提高了仿真验证的可信度,是卫星半物理仿真有效便捷的工具.     

辅助北斗导航中参考基站服务范围评估研究

为了提高移动定位性能,增强北斗导航系统的应用能力,降低移动网络的投资成本,提出了一种新的辅助卫星移动定位中参考基站服务范围的评估方法,并对辅助北斗导航中参考基站的服务范围进行了评估。首先利用STK建立北斗导航系统模型,模拟出实际的应用场景;然后在该场景下通过改变参考基站与UE的距离,分别计算出二者观测到同一卫星的区间链路数据;最后通过观测到同颗卫星的持续时长分析出参考基站的服务范围。结果表明,参考基站服务范围对基站与UE观测同一颗卫星的可见时长有着较强的影响,当参考基站服务范围超过300km时,就会严重影响到北斗的辅助性能。研究结果为辅助北斗移动定位业务的开展提供先验信息。     

通用卫星地面测试平台的设计与实现

为保证可靠性,在卫星发射之前,必须对卫星的功能进行大量的测试。卫星测试平台(卫星地面测试总控软件)是卫星测试中的核心软件,为卫星测试提供了自动化测试手段。为此研制的卫星地面测试总控软件系统是卫星测试中的控制和管理软件,是集计算机通信、实时控制、实时数据处理归档、分析、回放等功能于一体的复杂软件系统。该系统已在多种型号任务中使用。     

低轨卫星通信网络星间链路几何参数动态特性

为了建立稳定的LEO网络星间链路，在星间链路及星载设备设计过程中必须考虑由于LEO网络中卫星处于不断运动中，在卫星处于不同位置时，星间链路几何参数随时间变化率等动态指标的变化规律，包括星间链路距离时间变化率，链路指向方位角时间变化率，链路指向仰角的时间变化率。这些参数对分析星间链路的整体性能和星间链路设备设计是很重要。因此，详细阐述了星间链路几何参数的动态特性变化规律，并分析了其对星载天线的自动跟踪系统和星载发射机功率调节系统设计的影响。