低轨卫星网络的航点分段路由及业务性能分析

提出一种基于卫星航点的分段路由(waypoint-segment routing,WSR)算法,WSR算法以可预测的卫星网络拓扑运动周期为基础,根据卫星节点链路状态确定卫星航点的位置;利用分段路由灵活规划分组传输路径的机制,提前响应网络拓扑变化,计算得到一条不受网络拓扑快照切换影响的传输路径。基于NS-3仿真平台进行仿真实验,设置源节点与目标节点在反向缝同侧与不同侧两种场景,选取优化链路状态路由(optimized link state routing,OLSR)算法和最短路径算法与WSR进行时延抖动与分组丢失率的对比分析。实验证明WSR与OLSR相比,两种场景下最大时延抖动分别降低46 ms与126 ms,分组丢失率分别降低30%和21%,并且能够解决拓扑快照切换导致分组传输路径中断的问题。

高超声速滑翔飞行器多禁飞区再入机动航迹优化

针对高超声速滑翔飞行器航迹规划中面临的复杂环境约束问题,提出了一种结合几何-动力学的航路点跟踪方法并设计了一种禁飞区约束简化策略。首先,在通过飞行走廊确定飞行过程中航向角变化范围的基础上,以角度为指标设计代价函数,并基于此对飞行状态进行预测寻优,得到了倾侧角自适应搜索的横向机动模型;其次,将几何平面上的虚拟航路点生成策略拓展到地球曲面,并基于图论思想和动力学评估模型,获得了全局最佳虚拟航路点生成策略;最后,将2种方法结合得到解决多禁飞区约束的航迹规划方法。仿真结果表明,所提方法能够快速有效获得最佳虚拟航路点,并且降低航迹规划中的倾侧角优化难度;蒙特卡洛仿真实验表明,本方法具有较好的鲁棒性。

虚拟多触角探测的高超声速滑翔飞行器再入机动制导

针对高超声速滑翔飞行器再入过程中面对的多约束问题,提出一种基于虚拟多触角探测的路航点规划机动制导策略。该机动制导策略通过飞行器最大转弯轨迹计算速度-剩余地面距离-航向角约束,在分段定点模式中发出多条粗略预测触角,引用触角末端反馈的信息计算优先级以确定临时路航点;同时在机动制导模式中发出精细探测触角,计算触角末端信息优先级,经倾侧角延时滤波器得出控制指令,对飞行器进行机动制导。基于多触角探测的路航点规划机动制导策略,降低了三触角机动制导方法中的计算时间;同时,4种典型禁飞区条件下的仿真结果表明,该策略能够有效稳定地解决机动制导过程中的多约束问题。