航天器可应用实时以太网分析

在航天器上应用以太网的目的是借助以太网的灵活性, 获得方便 的通信接入及数据传输的高带宽, 并且能适应控制领域通信的实 时性和确定性. 实时以太网的确定性、通信调度机制和传输特征是其满足航天器网络通信特性需求的主要判定依据. 通过分析航天器数据通信特点, 对比实时以太网通信调度策略, 得出应用于航天器的实时以太网应具备时间同步、强实时性、确定性、高带宽、多数据类型、双通道冗余及兼容标准以太网等特征.     

流星突发通信信道日变化预测模型

流星突发通信不同于传统的通信, 其是低速率通信, 具有突发、不连续、不定时的特性. 因此, 流星余迹通信的复杂性要求有必要对其通信信道进行建模. 在流星通信链路中, 流星的辐射分布、可用流星率和占空比是影响流星通信信道性能的重要参数. 流星辐射分布在不同季节不同时间都各不相同, 因此准确预测流星通信链路在不同时间的流星辐射分布, 从而改变大圆路径上天线的指向, 对提高通信速率显得非常重要. 同时, 准确预测流星突发通信链路上的可用流星率和占空比, 有助于准确预测并建立流星突发信道模型. 本文分析研究了偶发流星辐射分布建模的发展, 建立了偶发流星日心空间和地心空间的几何关系, 得到了流星突发通信信道参数预测模型. 并将预测模型应用于流星通信链路, 预测结果与通信链路观测结果比较一致, 为流星通信系统的建立提供了技术支持.     

考虑通信延迟的卫星集群改进蜂拥控制

针对卫星集群的无碰撞协同运动问题,提出了一种改进的蜂拥控制策略。首先,结合Prim算法和广度优先算法设计了一种计算度、半径约束最小生成树的拓扑优化方法,并将优化结果作为星群的通信拓扑。该方法不仅能够节省每个卫星的通信资源,还能够减少星群网络的通信延迟。随后,为提高参考轨迹生成的快速性,采用基于傅里叶级数的形状曲线逼近法对主星参考轨迹进行规划。在此基础之上,提出了一种考虑通信延迟与碰撞规避的蜂拥控制策略,使星群能够在保证通信连通性的前提下沿参考轨迹运动到目标点附近,并且在运动过程中不发生碰撞。经过理论分析,利用Lyapunov Razumikhin定理证明了卫星集群系统能够达到渐近稳定。最后,通过数值仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性。     

基于改进POCET技术的通导一体化信号设计

随着低轨卫星组网的发展,结合我国北斗三号全球卫星导航系统的全面建成,研究兼容北斗的通信导航一体化技术日益迫切。为使卫星上的高功率放大器工作在非线性饱和区,以达到较高的发射功率效率,需要保证合成信号的恒包络特性。考虑北斗导航信号与低轨卫星通信信号频点不同,且待复用信号分量较多,以相位优化恒包络发射(POCET)技术为基础,提出了一种改进的多频点多非独立信号分量恒包络复用技术,对七路信号进行复用,利用罚函数进行目标函数优化得到最优解。通过分析其信号特性,表明该方法具有较高的复用效率,并能有效抑制非独立分量造成的波形畸变,从而实现通信导航一体化信号设计,为未来基于低轨卫星的通信导航一体化波形设计提供了思路。     

通导一体化概念框架与关键技术研究进展

通导一体化是综合PNT体系发展的重要组成部分和关键方向。对通信导航一体化的概念进行了探讨,提出了通信导航弹性融合的概念框架。面向综合PNT体系需求,设计了通导一体网络化PNT系统架构,阐述了通导一体化关键技术的研究进展,从通导一体化信号、信道、接收处理、网络架构、网络管理等多个角度进行了全面系统的梳理和分析;介绍了低轨通导融合、区域自组网通导融合、5G+UWB协同等典型成果,并对网信场图、智能网管、博弈对抗等通导一体化技术未来发展方向进行了展望。