非静止轨道卫星通信系统中星际链路性能研究

由于非静止轨道卫星之间的相对位置关系不固定 ,所以其星际链路变化比较复杂。为了能给出实现星际链路工程难易程序的量化指标 ,提出了星际链路性能 (方位角、仰角和星间距离的变化速率和范围 )的理论计算公式 ,详细分析了星际链路性能随系统星座参数变化的规律。然后结合具体的星座实例 ,给出了低轨、中轨卫星通信系统中的星际链路性能的仿真结果。提出星际链路的计算公式 ,对于卫星通信系统的星座设计、组网方案等 ,有着重要意义。

非静止轨道卫星网络间下行数据传输同频干扰的分析方法

本文根据已有的静止卫星网络之间的同频干扰计算方法 ,考虑非静止卫星网络下行数传的特点 ,提出了一种估算非静止卫星网络间下行数传的同频同向干扰的方法。该方法通过对离散化时间的仿真 ,可以从强度和频度两方面综合考察干扰的效果 ,从而能较全面地衡量上述的干扰情形。

非静止轨道卫星信道多普勒频移特性

为了定量分析非静止轨道卫星信道的多普勒频移特性 ,引入一种基于地心固连坐标系的分析模型 ,经近似 ,该模型与地面接收终端的地理坐标无关 .计算出了几种典型非静止轨道卫星信道的最大多普勒频移 .分析表明 ,高仰角状态下信道中的多普勒频移较弱 ,而处于可视仰角状态时信道中的多普勒频移最大 .应尽可能在高仰角状态下接收信号 ,并可将多普勒时变规律作为先验信息用于对多普勒频移进行估计与补偿 。

关于非开普勒轨道的讨论

讨论了非开普勒轨道问题的形成、提出及其应用。首先引述了开普勒三大定律,说明了其作为天文观测结果的创造性概括能够描述行星的运动学原理;然后提出了非开普勒轨道问题,它是人造卫星可控性的必然结果。叙述了典型的非开普勒轨道问题,包括航天器在单心引力场中的运动(即二体问题)和多心引力场中的运动(即多体问题),作为特例研究了螺旋变轨爬升轨道和悬挂轨道。最后提出了非开普勒轨道的应用,包括动能拦截问题,多星编队、组网与重构问题,系统整体组合优化机动问题等。

非开普勒轨道动力学与控制

主要讨论非开普勒轨道与传统开普勒轨道的异同点,试图归纳非开普勒轨道面临的动力学与控制新问题。从设计的角度出发,给出了非开普勒轨道的定义。针对目前讨论较多的几种非开普勒轨道,总结了研究这些轨道将会面临的新问题和难题。最后,讨论了非开普勒轨道的应用。

基于对数螺旋线的非开普勒轨道设计

基于形状的方法为非开普勒轨道设计提供了一种全新的研究思路。在假定轨道形状为对数螺旋线的前提下设计了拦截轨道。首先通过无量纲化处理方法推导出了对数螺旋线轨道的地心距、极角随时间的变化率与轨道设计参数q的关系式;其次结合运动方程,得到了飞行器沿对数螺旋线轨道运行时需要施加的推力加速度;接着分别针对初始轨道是圆和椭圆的情况进行机动轨道设计。给出了轨道设计的仿真算例和相关分析,结果表明对数螺旋线适宜于拦截轨道设计;当初始轨道为大偏心率椭圆时,采用此方法设计轨道,在一定相角范围内开始机动,可使飞行器运行时间短,且燃料消耗少。

实验性神经起步点的不规则节律中的非稳定周期轨道

在大鼠坐骨神经结扎模型中 ,记录到放电节律以周期加方式相互转化。在确认了周期二与周期三之间的不规则节律具有混沌性质后 ,借助峰峰间期序列的回归映象方法 ,使用了一种测度增强算法 ,确认了此混沌放电中的非稳定周期轨道结构。提示出非稳定周期轨道在神经不规则放电节律的动力学之中起着重要作用。

非静止轨道卫星星座系统功率通量密度包络的计算方法

新兴的非静止轨道(non-geo stationary orbit, NGSO)卫星星座由成百上千颗NGSO卫星编队组成,具有高动态的空间、时间、频谱、编码等多维一体特性,必然会对其他无线电系统(业务)带来时变的频率干扰问题,本文主要解决如何计算NGSO卫星星座系统下行链路的最大辐射能量问题.在ITU-R S.1503-3的计算框架下,通过引入卫星天线实际发射增益、波束配置与覆盖、用户点处最小隔离角的计算以及简化计算步骤等,给出了NGSO卫星星座系统功率通量密度(power-flux-density,PFD)包络的通用计算方法以及一个计算示例.通过分析可知,对所要仿真系统的各项参数,尤其是系统的切换策略、干扰规避或减缓策略等了解得越详细,得到的仿真结果就会越接近系统工作的真实值.本文的方法可用于计算任何NGSO卫星网络的PFD包络,以便参与下行等效PFD的计算.

非静止轨道卫星网络面向应用仿真分析

研究卫星提供网络服务形成空中服务网问题,由于卫星的快速性,造成切换时延,对网络连接造成影响。为提高卫星网络承载IP业务的性能,针对非静止轨道卫星(NGEO)网络进行定量分析,提出了卫星网络IP业务应用仿真模型,描述了具体的仿真实现步骤。设计了glonassl星座模型,分析了现有仿真工具的特性,对三种NGEO卫星网络的进行仿真,从时延角度分析多业务应用效果,结果表明对业务影响最大的因素是卫星网络轨道特性,为在应用中解决问题提供参考。

非静止轨道卫星网络同频干扰的分析与仿真

由于非静止轨道卫星系统的增加,引起卫星网络间下行数传的同频干扰问题.针对非静止轨道卫星网络具有时变性的特点,给出了计算非静止轨道卫星网络同频干扰的思路和方法.对同频干扰进行了仿真,并分析了仿真结果,在此基础上实现了干扰过程的可视化,动态地描述出了仿真时段内不同时刻干扰链路的变化情况.

对数螺旋线非开普勒轨道的可行性分析

提出了基于形状的非开普勒轨道设计方法,并分析了对数螺旋线轨道的应用可行性。首先在假定轨道形状的前提下,通过变量代换推导出了在极坐标系下一般曲线用于轨道设计的基本方程;然后分析了对数螺旋线表达式中的关键参数与航迹角的关系,得到了相应轨道的基本性质;最后对待定参数的对数螺旋线轨道应用的可行性进行了推导和分析,结果显示采用对数螺旋线设计非开普勒轨道是可行的,但仅适用于从椭圆初始轨道实现转移的情况。

空间非开普勒轨道分析与控制中的数学问题

目前对非开普勒轨道分析和优化控制的研究相当热门。通过此研究,可以分析并实现卫星在非开普勒轨道间的自由跃迁,以达到预期目的,如侦探、反侦探、拦截、检修等。由于空间非开普勒轨道所表现出来的行为在数学上具有(类)动力学性质,基于我们以前所取得的研究成果,我们对其进行了普适的数学建模(也就是构造了带参数和约束条件的(类)动力系统,亦即混杂系统)。在此数学模型的基础上,我们进一步发现侦探、反侦探、参数调整、延迟控制四个问题正好对应到混杂系统研究中的四个关键数学问题:稳定性分析问题、安全性验证问题、分支问题与鲁棒式控制问题。基于这一发现,我们还提出了如何分析这些问题的初步想法。

非静止轨道星座系统级干扰评估研究

非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座系统间频率干扰分析通常采用链路级指标判断有害干扰,但难以评价多链路星座系统整体受干扰程度。针对此问题,设计了系统级容量损失指标评估星座系统间同频干扰程度,并对混合构型NGSO星座系统间容量损失概率分布进行了建模仿真。在典型星座共存场景下,若大规模星座主动采取空间隔离干扰规避措施,最大系统容量损失将从35%降低为0;若小规模星座主动采取相同规避措施,最大系统容量损失将从78%恶化为100%。结果表明,随着星座规模增大,主动规避措施可有效缓解频率干扰带来的容量损失,反之当星座规模减小,主动规避措施会增加链路中断风险,造成系统容量恶化。最后,针对性提出了适用于不同规模星座的干扰规避策略建议。

航天器非地球轨道热环境模拟技术探讨

月球、火星探测器等非地球轨道航天器与地球轨道航天器对热控的要求有很大的不同,为验证热控设计的合理性,必须在地面做好充分的热环境模拟试验。国内绝大部分空间环模设备都是以模拟地球轨道航天器在轨环境为目的建设的,显然不能满足深空探测需要。文章针对航天器非地球轨道深空热环境模拟技术进行探讨。

航天器开普勒轨道和非开普勒轨道的定义、分类及控制

给出了航天器开普勒轨道(KO)和非开普勒轨道(NKO)的来源、定义、分类和特点,阐明了KO和NKO之间的关系,介绍了相关的轨道控制与轨道确定、制导与导航的涵义.

非静止轨道卫星系统考虑通信中断的服务质量分析

基于Globalstar和Odyssey两个Walker delta星座,建立星间链路网络,重点分析网络中的不同轨道间星间链的动态特性,特别是与星上跟瞄系统密切相关的俯仰角、方位角和链路长度变化,为卫星网络路由提供依据。对传统的卫星路由策略作了改进,利用卫星系统的冗余覆盖的特性,选择不同策略下的最优路径。针对用户不能忍受通信中断的情况,提出考虑消除中断的路由策略,进行服务质量的分析比较。同时也比较在消除中断的路由策略下,LEO同MEO网络差异之处。消除通信中断是以其它QoS性能下降为代价。

非静止轨道卫星空中组网与地面接入体制

1概述 受地面光纤骨干网和蜂窝移动通信的冲击,卫星通信在21世纪初一度处于低谷期。尽管如此,在海洋和人口稀少地区,卫星通信仍是最重要的通信手段。同地面通信网相比,卫星通信可以摆脱基站的束缚,用户可以不受地理位置、高度、速度的限制,实现全球任意时间、任意地点的无缝覆盖。

基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航研究

针对航天器自主导航方法不适合高超声速临近空间飞行器的问题,研究了基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航方案.论述了基于非开普勒轨道的自主天文导航机理,通过对高超声速临近空间飞行器受力分析,建立了动力学方程;利用矢量倒数法则推导出空间运动方程;设计了基于非开普勒轨道的状态模型和基于星光折射间接敏感地平的观测模型,采用卡尔曼滤波进行了仿真验证.仿真结果表明,基于非开普勒轨道的高超声速临近空间飞行器自主天文导航可达到较高的位置和速度精度.

非静止轨道广播卫星系统IMT-2000干扰分析

由于非静止轨道广播卫星系统NGSO-BSS与第三代移动通信系统IMT-2000的使用频段部分重叠,因此会产生系统间干扰,导致IMT-2000系统性能下降。为保证两系统共存,以日本拟发送的非静止轨道广播卫星系统为背景,建立了卫星系统对地面移动通信系统的干扰模型,用于分析该系统干扰地面同频段IMT-2000导致的上下行覆盖损失,并以此给出了能够保护IMT-2000系统的有效卫星发射PFD限值。

非静止轨道卫星网络中Hopfield神经网络路由算法

应用Hop fie ld神经网络路由算法能够解决全球无缝覆盖的W a lker de lta卫星通信网络中的路由问题。模拟退火算法作为一种全局优化的方法能够解决神经网络迭代运算中的振荡环问题,消除Hop fie ld神经网络计算局部稳定状态。Hop fie ld神经网络路由算法需要大量的神经元,消耗大量的运算时间。本文提出一种适合卫星网络运算的神经元数量减少的神经网络路由算法,根据卫星网络半径,削减神经元数量、加快运算时间。根据中轨和低轨卫星网络卫星数量的差异,在仿真过程中选择Hop fie ld神经网络的最优参数,比较不同源-目标节点对、不同时刻和不同收敛判决门限时的算法性能。