基于导航星座的天基光网络拓扑设计与仿真北大核心CSCD

针对北斗导航星座异轨面激光链路通信距离远、多谱勒频移严重、动态变化剧烈、影响通信定位精度的问题,提出了一种考虑通信距离和多谱勒特性的星座拓扑设计和优化方法。建立了北斗全球星座异轨星间链路运动模型,分析了多谱勒频移、多谱勒速度和多谱勒加速度的变化规律;建立了激光链路通信距离优化模型并提出了优化后的拓扑设计方案。仿真结果表明,优化后的拓扑方案能够降低通信成本,同时在保证网络通信时延性能恶化不超过4%的情况下对单星建链数量进行简化,降低了系统建设成本。仿真结果表明,上述方法是一种经济可行的星座拓扑设计方案,为空间信息传输优化提供了参考。     

北斗Ⅱ卫星导航系统星座仿真分析研究

针对北斗Ⅱ卫星导航星座中卫星位置不确定问题,改进并完善了正在筹建中的北斗Ⅱ卫星导航星座布局,在此基础上仿真分析了我国区域性导航系统以及北斗Ⅱ卫星导航星座的多星覆盖、位置精度衰减因子(position dilution of preci-sion,PDOP),给出了覆盖性能、导航定位精度等导航星座系统性能。仿真结果表明,北斗Ⅱ卫星导航系统多星覆盖及PDOP性能相对优于GPS导航星座,尤其适用于我国及周边地区。通过对不同最低仰角下北斗II导航星座及GPS星座多星覆盖变化分析,确定了各星座多星覆盖与仰角的关系以及变化特征,为北斗II导航系统组建工作以及应用终端设计提供了依据。     

一种新的中国区域导航系统星座方案的探讨

基于中国区域导航星座的特点以及我国的实际国情,依据星座的设计方法提出了一种新的由1颗静止卫星和5颗倾斜椭圆同步轨道卫星相结合的6星星座方案,且给出了卫星运行的轨道参数,通过计算机仿真,分析了此星座的覆盖性能.并进一步在考虑摄动影响、空间传输损耗等因素的条件下评估了此星座的导航性能.最终的仿真表明,此星座的卫星数量少,但导航精度依然满足要求,而且其几何精度衰减因子(GDOP)值较小、波动不大,对于建立符合我国国情的区域导航定位系统有一定的参考应用价值.     

区域覆盖卫星星座设计

针对个性化卫星星座设计,给出了区域覆盖星座优化设计方法.建立了卫星星座设计模型,提出了卫星星座区域覆盖时间统计方法,给出了区域覆盖性能指标.采用混合编码的遗传算法对区域覆盖卫星星座进行优化设计.算例结果表明本文方法快速有效,优化结果满足任务要求.     

基于NSGA-Ⅱ算法的区域覆盖卫星星座优化

针对区域覆盖的卫星星座优化设计.将一种基于Pareto最优概念的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)引入区域覆盖侦察卫星星座的多目标优化设计,并利用多属性决策中的字典序法,根据目标的重要程度.在得到的Parcto解中进行选择.最后,利用STK和Visual C++针对侦察卫星星座进行了仿真,仿真结果表明了算法可以找到多个Pareto解,避免了传统求解方法的权值选择问题,并且较简单遗传算法具有更好的灵活性,为解决星座多目标优化设计问题提供了新的思路.     

基于STK的BDS星座仿真和性能分析

利用卫星仿真工具包(STK)设计和建立了北斗卫星导航系统(BDS)的全球星座;在此基础上,选取南北半球不同经纬度的11个城市作为观测点,分别获得了BDS和全球定位系统(GPS)的可见星数和几何精度衰减因子(GDOP)的值,并按照5°×5°的空间分辨率,仿真了全球范围内BDS和GPS的可见星数和GDOP值;仿真结果表明,全球星座的BDS具有与GPS同样优良的导航性能,其在亚太地区的性能甚至更优于GPS,完全可以为用户提供高性能的满足所需导航性能(RNP)的导航服务。     

卫星组网可视化仿真系统设计与实现

卫星组网是满足未来空间通信需求的有效方式,为实现空间卫星组网的可视化,设计了一种卫星组网可视化仿真系统;系统由星座设计分系统、星座覆盖性能分析分系统、数据处理分系统和可视化分系统组成;在组网过程中,首先在星座设计分系统中设置星座的参数,根据轨道参数模型计算出星座中每颗卫星的轨道参数,并将计算结果输出给星座覆盖性能分析分系统,完成对纬度、区域和全球覆盖效果的分析、评估和显示;仿真结果表明:系统能够对卫星组网进行实时计算和显示,计算精度比STK仿真软件提高12%,系统运行稳定,界面良好。     

基于NSGA—II算法的区域覆盖卫星星座优化

针对区域覆盖的卫星星座优化设计,将一种基于Pareto最优概念的快速非支配排序遗传算法（NSGA—II）引入区域覆盖侦察卫星星座的多目标优化设计,并利用多属性决策中的字典序法,根据目标的重要程度,在得到的Pareto解中进行选择。最后,利用STK和VisualC＋＋针对侦察卫星星座进行了仿真,仿真结果表明了算法可以找到多个Pareto解,避免了传统求解方法的权值选择问题,并且较简单遗传算法具有更好的灵活性,为解决星座多目标优化设计问题提供了新的思路。     

基于联邦滤波的偏振光/SINS/BDS/地磁组合导航算法

针对高稳定目标导航参数获取对多传感器融合算法的需求,提出一种偏振光/捷联惯性导航系统(SINS)/北斗卫星导航系统(BDS)/地磁组合导航方法.分析了各类传感器的导航性能,采用联邦卡尔曼滤波器两级结构,利用子滤波器进行局部估计,主滤波器进行多传感器数据融合,研究了基于联邦卡尔曼滤波方法的多传感器数据融合导航算法.进行了...     

全球限时重访星座构型设计

针对全球范围内任意地点的限时快速重访星座设计问题,进行了重点研究。对不同轨道类型卫星的对地覆盖特性进行了分析,重点针对星座重访时间问题进行了研究。基于赤道的打靶法星座设计方法,设计了可在全球范围内可实现任意地点限时重访的星座构型设计方法,并且得出了全球范围2小时重访的星座设计构型,并对以上结果进行了仿真验证。实验结果表明,提出的星座构型设计具有正确性以及使星座使用的卫星数量达到最低。