小倾角同步轨道移动通信星座覆盖区域协同规划研究

发布时间：2023-10-21 09:13

　　多波束移动卫星通信系统由于具有覆盖区域广、实时性强、通信容量大等优点,已成为当前通信网络的重要组成部分。但为了实现通信卫星对地面目标区域的稳定通信波束覆盖,需要对卫星进行轨道维持,这会消耗大量燃料而导致卫星的生命周期大大缩短。基于上述原因,本论文以工作在小倾角地球同步轨道上的多波束通信卫星为研究对象,对该类卫星的通信波束地面覆盖区域问题进行了分析研究。主要内容包括以下四个方面:通信卫星多波束覆盖区域建模。通过对可行的建模算法详细地对比分析之后,选取“先求取波束边界向量的地面投影点,后拟合波束地面覆盖区域边界曲线”的求解方法,并针对具体求解过程进行了并行化改进。同时提出了利用旋转矩阵快速求解其他波束边界向量的方法,提高了覆盖区域边界曲线的计算速度。多波束覆盖区域稳定性设计。通过对卫星星座的通信波束地面覆盖要求的分析,将星座整体的覆盖稳定性要求合理地分解为单星的统一指标。并根据波束覆盖区域稳定评估准则,结合波束位置稳定性,提出波束覆盖区域稳定性设计方法,通过仿真验证了该方法的合理性。星座多波束覆盖区域协同设计。以星座内每颗卫星的波束覆盖区域稳定为基础,研究相邻卫星的波束覆盖区域连续性问题。...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 波束覆盖边界求解方法研究现状
        1.2.2 小倾角GEO卫星波束覆盖特性研究现状
        1.2.3 超启发式优化算法研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第2章 通信卫星多波束覆盖区域建模
    2.1 引言
    2.2 坐标系定义及相互转换关系
    2.3 波束覆盖区域的求解
        2.3.1 波束覆盖边界的求解
        2.3.2 波束边界向量的初始化
    2.4 本章小结
第3章 多波束覆盖区域稳定性设计
    3.1 引言
    3.2 覆盖区域稳定性优化设计
        3.2.1 覆盖区域稳定性评估准则
        3.2.2 波束覆盖位置稳定性分析
        3.2.3 覆盖区域稳定性优化设计
    3.3 仿真分析
    3.4 本章小结
第4章 星座多波束覆盖区域协同设计
    4.1 引言
    4.2 边界波束位置关系分析
    4.3 覆盖区域连续性设计
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第5章 基于超启发优化算法的覆盖区域规划研究
    5.1 引言
    5.2 面向高维空间优化的超启发优化算法
        5.2.1 算法收敛的必要条件
        5.2.2 搜索中心的更新机制
        5.2.3 搜索半径的更新机制
        5.2.4 算法伪代码
        5.2.5 算法性能测试
    5.3 多星覆盖区域优化仿真对比分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历



本文编号：3855556