基于粒子群算法的低轨重点卫星雷达协同探测任务规划方法

为提升定轨、成像、目标特性测量等多种模式下的观测效率,基于粒子群算法提出了一种低轨重点卫星雷达观测任务规划方法。相较基于优先级的任务规划方法,文中方法可对所有卫星按给定观测频次无丢失观测,满足雷达视场、时间窗口、任务切换等约束。使用雷达仰角、斜距、雷达截面积构建权值对基于观测时长的目标函数进行修改,并使用粒子群优化算法求解最大总观测时长或最快完成时间。仿真场景为两部假想地面雷达协同对30颗低轨重点卫星做24 h~72 h观测。结果表明,所有卫星无丢失观测,最大总观测时长和最快完成时间分别为18622 s和15 h 16 min(场景时间:24 h)。使用带有权值的目标函数可获得平均观测仰角、斜距的改善,而总观测时长基本一致。

基于树突神经网络的低轨卫星智能感知路由算法

在低轨卫星网络中,卫星运行速度快、运行周期较短,星间链路动态变化.为了及时感知星间链路状态并选择正确的路由,提出一种基于树突神经网络的低轨卫星智能感知路由算法,通过卫星之间的可视性约束分析星间建链情况,实现星间链路态势感知;通过实时构造训练集,利用树突神经网络自动调整全局卫星网络链路的权值,进而优化传统迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,实现星间链路质量感知,给出智能路由决策;通过周期性监测卫星网络拓扑,实时修正初始路由路径.仿真结果表明,基于树突神经网络的路由算法复杂度低,路径时延、时延抖动及丢包率均低于传统启发式路由算法和Dijkstra路由算法.

基于通信感知计算融合的低轨卫星网络体系架构与关键技术

低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络凭借其在发射成本、广域覆盖和高抗毁性等方面的优势,已成为下一代全球移动通信系统发展的焦点。为了进一步支撑未来空天地组网通信、协作遥感、星上计算等多维功能的协同演进,低轨卫星网络需要将通信、感知与计算功能进行融合,获取性能协同增益。然而,传统低轨卫星网络中通感算三者长期隔立分治,需要在架构、网元功能协议、关键技术等方面进行重新设计与突破。基于此,介绍了基于通信感知计算融合的低轨卫星研究意义和相关研究基础;提出了融合组网架构构想和网元与协议体系,并详细阐释了架构的组成和工作方法;同时,对星间链路组网、协作计算、感知融合和动态接入等关键技术进行了分析;对融合架构和理论、信息在轨融合方法、卫星算力网络和动态资源分配等未来挑战和发展方向进行了探讨。

认知无线电技术在低轨通信卫星系统中的应用分析

1概述 当前的无线频谱资源正面临频段划分殆尽和使用效率低下的矛盾,从3kHz到300GHz都已经被ITU分配完毕,致使WiMAX等系统由于难以找到合适的频段不得不与3G共存;而另一方面已分配的频谱资源却大量空闲,实测效率大部分不足一半,部分甚至不到5%。为了提高通信传输效率,各种复用技术、信号处理技术及无线资源管理技术不断涌现,但不能从根本上解决空闲频段紧缺、使用效率低下的矛盾,因此亟需一种新的频谱资源利用技术。

低轨卫星频谱感知的二维差值迭代分割

在低轨卫星通信系统中应用频谱感知技术,必须解决波束覆盖范围过大造成感知结果空间分辨率过低的问题。提出了二维差值迭代分割算法,利用地球自转引起的轨道面旋转方向,以及卫星行进方向上的波束重叠,经迭代计算获得波束下各子区域的频谱环境数据。经仿真表明此算法可以有效分割波束,并在6dB以上的信噪比条件下结合能量检测器准确定位主用户信号,从而满足低轨卫星通信系统的应用需求。

基于多分辨率信号分解的低轨通信卫星频谱感知

选择合适的频率分辨率进行能量检测是低轨卫星通信频谱感知的关键技术,分辨率过大会造成漏检,分辨率过小会增加计算量并且造成虚警。另外由于反向链路的感知数据需要发送到地面站进行综合判决,数据量越小越利于传输。为了提高检测精度和降低数据传输量,该文提出基于多分辨率信号分解技术的低轨通信卫星频谱感知,仿真结果表明:在反向感知数据传输中,利用多分辨率信号分解技术在大幅减少频谱感知数据量时,仍能良好保持谱密度函数的特征;在频谱空穴检测中,多分辨率信号分解技术与固定分辨率检测技术相比,大幅提高了空穴定位的收敛速度,同时减少了空穴数量的统计误差。

DDS器件AD9850在低轨微小卫星通信地面站中的应用

本文叙述了DDS器件AD9850的一种应用方案。

2024年中韩无线电管理局长会谈召开

本刊讯5月8日,中韩无线电管理局长会谈在韩国首尔举行。会上,中韩无线电主管部门秉持友好协商、互利共赢的合作理念,就两国无线电管理政策、频率干扰协调情况、亚太电信组织2027年世界无线电通信大会(WRC-27)筹备会议(APG-27)、低轨卫星可持续发展及相关政策等方面进行了交流,针对WRC-27议题1.6(Q/V频段公平接人)、议题1.7(IMT中频段新增划分).

低轨卫星地面终端的空中监测

低轨卫星的大规模部署给卫星频率轨道资源的监管带来严峻挑战,为加强卫星网络监管,确保地面终端可控,亟须探索低轨卫星地面终端的监测方法。低轨卫星终端天线主射方向对空且指向快速变化,利用传统地面设备很难有效接收到天线信号,对此可考虑采用空中平台进行监测。本文对低轨卫星星座系统、地面终端、空中平台监测系统进行建模仿真,评估空中平台系统的监测形式、监测范围、监测时间和监测概率。结果表明空中平台移动监测范围小且所需时间长,采用空中平台悬停监测可实现对区域内的地面终端查找。

基于图像超分辨重建的低轨卫星频谱感知数据空间分辨率提高方法

在低轨卫星物联网系统中,卫星感知的频谱数据空间分辨率低,空间电磁环境的细节难以分析。针对该问题,提出将频谱的空间分布情况以二维图像形式处理,根据空间频谱感知数据的特点采用适当的图像超分辨率重建算法,提高了频谱的空间分辨率,增强了频谱态势中的细节。仿真结果表明,根据灰度值可以从图像中直接观察信号的存在性,并且依据频谱数据图像特点选择的双三次插值、基于L_(1)范数先验的贝叶斯方法和基于匹配图像块的学习方法都有效地提高了频谱数据的空间分辨率,用PSNR评价时,基于L_(1)范数先验的重建算法效果更好,但是基于匹配图像块的学习方法增强了频谱感知数据中的波纹,从视觉上看,提高细节效果略优。

面向低轨卫星的频谱认知智能管控

基于天地一体频谱资源共享面临的挑战,提出了面向低轨卫星的频谱认知智能管控体系架构。频谱感知得到三维多域频谱数据并形成频谱地理数据库;三维补全技术补全缺失的数据;频谱预测预判频谱占用情况,辅助频谱感知和决策;强化学习、博弈学习可以进行智能频谱决策。这样可以形成集感知、补全、预测和决策的频谱认知闭环系统,为后续低轨卫星频谱资源管控研究提供一些指导和建议。

美国商用低轨卫星的军事借鉴

为了降低成本和寻求新的解决方案,美国军方对商用卫星的利用一直比较频繁。随着目前大量商用低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星的部署,美国军方已经开始使用这些新出现的创新服务并学习相关领域的先进技术来增强其军事航天能力。文中首先概述了当前美国商用低轨卫星的发展现状及军事应用;然后,提炼了商用低轨卫星领域值得借鉴的关键技术,分析了商用低轨卫星的发展趋势;最后,总结了值得军方借鉴的美国商用低轨卫星发展的经验教训,以期为国内相关研究人员提供新的思路。

低轨卫星上行链路自适应能量检测算法

能量检测算法比较简单,实际应用较为广泛,但在低信噪比环境下实施比较困难,存在噪声不确定等问题。传统的能量检测算法将噪声功率默认为是1,但是低轨卫星运行环境是复杂多变的,噪声也会不断变化,对检测性能会产生很大的影响。深入分析噪声不确定对检测性能产生的影响,并提出一种自适应的能量检测算法。仿真结果表明,该算法能够在噪声不确定的环境中保证能量检测的性能。

基于多属性决策理论的低轨卫星上行链路频谱切换策略

在认知无线电技术应用中,制定频谱切换策略的关键是目标信道的选择,它对系统性能有着至关重要的影响。将多属性判决理论应用于低轨卫星上行链路频谱切换策略中,针对不同的业务类型,提出一种基于多属性分析的策略,即卫星可以根据当前的业务类型选择频谱列表中最适合的信道进行切换。仿真结果表明,切换策略能够使不同的卫星业务都选择到性能最优的信道。

“鸿雁”星座谱写我国低轨卫星互联网建设新篇章

卫星互联网是卫星通信与互联网相结合的产物,是信息网络构建从平面到立体的重要拓展。低轨卫星互联网是指利用地球低轨道卫星星座提供互联网接入服务为主的卫星系统。相比与高轨卫星具有低时延、易于实现全球覆盖的特点。国际上,围绕低轨星座互联网掀起新一代太空经济热潮。

低轨增强:连接数字生活的“上帝视角”

在没有传统地面运营商网络覆盖的地方,依靠卫星互联网实现通信正在成为现实。据专家介绍,我国也在进行相关卫星互联网通信的测试试验,加速卫星互联网落地,产业链布局不断完善。据了解,自2020年我国卫星互联网正式纳入新基建后,短短3年时间,网络建设已经实现重大突破,单颗卫星变成了组网星座,利用卫星通话时长也从3分钟提高至半个小时以上,还成功赋能工业与自动驾驶领域结合,增强车辆感知能力等。

中德中法主管部门间卫星网络协调会谈召开

本刊讯为支撑我国航天工程建设,推动我国卫星网络国际协调进程,工业和信息化部无线电管理局于9月2日至6日与德国主管部门在德国福克斯塔特召开了双方第一次卫星网络协调会谈,于9月9日至17日与法国主管部门在法国巴黎召开了双方第三次卫星网络协调会谈。会谈中,中德、中法双方在国际电信联盟《无线电规则》框架下,分别就70余项和170余项议题开展了磋商,涉及UHF、L、S、C、X、Ku、Ka、Q/V等频段,低轨卫星互联网星座、北斗短报文、静止轨道卫星通信、卫星气象等系统,达成了一系列共识,签署了会议纪要。

GPS无线电掩星资料特点

正GPS(Global Positioning System)指全球(卫星)定位系统,最初的设计是为了美国军方的精确定位,于1980年代与1990年代早期开始应用。GPS共由距地球表面约20200km高度的6个轨道上运行的24颗卫星组成,这些卫星以2个L波段频率(f1=1.57542GHz,f2=1.22760GHz)持续发射电磁波。GPS为将无线电掩星(Radio Occultation)技术应用到地球大气领域提供了基础。

工信部无线电管理局组织召开卫星频率轨道资源国际规则学习小组第一次集体学习

本刊讯为准确掌握卫星频率轨道资源国际规则,促进我国航天事业高质量发展,9月30日,工业和信息化部无线电管理局组织成立了卫星频率轨道资源国际规则学习小组并开展了第一次集体学习。部无线电管理局局长程建军主持集体学习。部无线电管理局相关业务负责同志介绍了小组学习方案,并讲解了《无线电规则》有关大规模低轨卫星系统建设部署的第35号决议、第8号决议相关规则。参会代表对照国际规则有关内容,重点就低轨卫星系统建设部署的里程碑节点要求和轨道容限等问题,进行了深入交流讨论。

基于GPS测量数据的卫星在轨轨道预报算法研究

为提高微小卫星的在轨轨道预报能力,针对常用的低轨近圆卫星轨道,根据解析的轨道动力学模型,基于无奇点变量的拟平均要素法,用Kalman滤波技术给出了一种卫星解析星历参数在轨估计算法,用GPS测量信息对相关星历模型参数进行在轨估计。给出了算法流程。先由外部标志判断滤波器初始化状态,若需初始化,则可基于GPS测量数据,或地面上注星历参数,或上次滤波所得星历参数进行;若初始化已完成,则对星历模型参数进行Kalman滤波,得到更新的星历参数。给出了滤波算法中轨道预报、残差计算、量测计算和UD分解的计算模型。仿真结果表明:对轨道高度450km以上的近地圆轨道,7d内的预报精度优于20km。算法具自启动(自初始化)、收敛性佳、对测量数据的采样要求不严格等优点,实用性好。