基于多目标优化的卫星星座设计及路由研究
发布时间：2021-08-08 12:20
随着人们对空间通信需求的与日俱增,卫星通信网络中的星座设计、路径优化、传输控制、安全技术等关键技术日益引起人们的广泛关注。为了实现广覆盖、低时延、高可靠的空间信息传输,确保多种约束条件下卫星星座对地面的覆盖性能及通信质量,本文针对基于多目标优化的卫星星座设计及路由方案进行深入研究,具体内容如下:首先,从卫星通信的研究背景及意义展开介绍,详细阐述了卫星星座设计与路由优化理论基础,并结合多目标理论及其在卫星通信中的应用,分析总结了现有卫星星座优化设计方法和最短路径优化算法。其次,针对卫星网络对特定区域的覆盖问题,提出了一种基于多目标的星座优化设计方案。首先,分析了当前卫星组网的几何覆盖模型,将目标区域规则化为经纬度表示的区域块。然后,提出一种基于轨道倾角与覆盖面积的最小化卫星轨道数量及星座总数的方案,以减小星座规模。最后,综合考虑星座对多个目标区域的覆盖率和覆盖重数,提出一种基于多目标遗传算法的多目标星座优化设计方案,以实现多种性能指标权衡下的最优星座构型。仿真结果表明,所提出的四种卫星星座构型方案能够在卫星数量更少的情况下实现较好的覆盖性能。最后,针对卫星通信网络中链路切换频繁及路径传输...
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“一带一路”地区地理划分
重庆邮电大学硕士学位论文表 3.4 四种优化星座构型及其覆盖性能方案i0 10M20M30MT1CT2CT3C平均覆盖重数1 38.3172 42.1263 23.0923 20.3248 18.8077 98.27% 100% 100% 1.5221152 38.8909 51.5657 29.5906 24.3541 25.7627 98.27% 100% 100% 2.7613643 38.5726 40.0617 13.1569 8.4726 27.1092 98.27% 100% 100% 1.3274954 42.5502 101.043 29.5906 22.6865 25.8071 99.26% 100% 100% 3.215909对于方案 1 中的卫星 1-1（第一个轨道的第一颗卫星），其与星座中其他卫星之间的星间链路连接情况如图 3.6 所示。卫星 1-1 不仅能与同轨道的相邻卫星（卫星 1-2、卫星 1-8）永久可见，也能与不同轨道的卫星 2-7 建立永久星间链路，保证卫星星座星间链路的连通性。另外，同一颗卫星可以与高达 10 颗卫星建立星间链路。由于卫星结构的对称性，此处只列举单颗卫星与其他卫星之间的连接情况。
链路的连通性。另外，同一颗卫星可以与高达 10 颗卫星建立星间链路。由于卫星结构的对称性，此处只列举单颗卫星与其他卫星之间的连接情况。图 3.6 星间链路连接情况对于方案 1 中的卫星 1-1（第一个轨道的第一颗卫星），其与星座中其他卫星之间的星间链路持续时间如图 3.7 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]“一带一路”:构建人类命运共同体的实践探索[J]. 李丹. 南开学报(哲学社会科学版). 2019(01)
[2]一种基于改进PSO算法的高时间分辨率遥感卫星星座优化设计方法[J]. 沈欣,刘钰霖,李仕学,姚璜. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[3]“鸿雁”星座闪亮亮相 移动通信或将全球无缝覆盖[J]. 徐菁. 中国航天. 2018(11)
[4]应急资源配送中Dijkstra改进算法的研究[J]. 石晓达,孙连英,葛娜,赵平,李子元. 北京联合大学学报. 2018(02)
[5]基于北斗卫星通信的电能量数据采集系统研究[J]. 胡丹,张倩. 无线互联科技. 2018(01)
[6]基于Pareto多目标遗传的LEO卫星网络多业务Qos路由算法[J]. 张慧卿,彭宏利. 电子设计工程. 2017(20)
[7]σ星座设计与仿真[J]. 张雅声,莫薇. 装备学院学报. 2016(04)
[8]卫星网络路由技术[J]. 卢勇,赵有健,孙富春,李洪波,倪国旗,王殿军. 软件学报. 2014(05)
[9]传统多目标优化方法和多目标遗传算法的比较综述[J]. 马小姝,李宇龙,严浪. 电气传动自动化. 2010(03)
[10]基于IBEA的低轨区域覆盖星座优化设计[J]. 张景成,周世燕,戴光明. 计算机应用与软件. 2010(03)
博士论文
[1]基于参考点的高维多目标演化算法研究及其在卫星星座设计中的应用[D]. 周冲.中国地质大学 2018
[2]空间信息网络拥塞控制与路由研究[D]. 郭超.北京科技大学 2015
硕士论文
[1]低轨卫星网络的路由技术研究[D]. 丁俊栋.北京邮电大学 2018
本文编号：3329945
【文章来源】：重庆邮电大学重庆市
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
“一带一路”地区地理划分
重庆邮电大学硕士学位论文表 3.4 四种优化星座构型及其覆盖性能方案i0 10M20M30MT1CT2CT3C平均覆盖重数1 38.3172 42.1263 23.0923 20.3248 18.8077 98.27% 100% 100% 1.5221152 38.8909 51.5657 29.5906 24.3541 25.7627 98.27% 100% 100% 2.7613643 38.5726 40.0617 13.1569 8.4726 27.1092 98.27% 100% 100% 1.3274954 42.5502 101.043 29.5906 22.6865 25.8071 99.26% 100% 100% 3.215909对于方案 1 中的卫星 1-1（第一个轨道的第一颗卫星），其与星座中其他卫星之间的星间链路连接情况如图 3.6 所示。卫星 1-1 不仅能与同轨道的相邻卫星（卫星 1-2、卫星 1-8）永久可见，也能与不同轨道的卫星 2-7 建立永久星间链路，保证卫星星座星间链路的连通性。另外，同一颗卫星可以与高达 10 颗卫星建立星间链路。由于卫星结构的对称性，此处只列举单颗卫星与其他卫星之间的连接情况。
链路的连通性。另外，同一颗卫星可以与高达 10 颗卫星建立星间链路。由于卫星结构的对称性，此处只列举单颗卫星与其他卫星之间的连接情况。图 3.6 星间链路连接情况对于方案 1 中的卫星 1-1（第一个轨道的第一颗卫星），其与星座中其他卫星之间的星间链路持续时间如图 3.7 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]“一带一路”:构建人类命运共同体的实践探索[J]. 李丹. 南开学报(哲学社会科学版). 2019(01)
[2]一种基于改进PSO算法的高时间分辨率遥感卫星星座优化设计方法[J]. 沈欣,刘钰霖,李仕学,姚璜. 武汉大学学报(信息科学版). 2018(12)
[3]“鸿雁”星座闪亮亮相 移动通信或将全球无缝覆盖[J]. 徐菁. 中国航天. 2018(11)
[4]应急资源配送中Dijkstra改进算法的研究[J]. 石晓达,孙连英,葛娜,赵平,李子元. 北京联合大学学报. 2018(02)
[5]基于北斗卫星通信的电能量数据采集系统研究[J]. 胡丹,张倩. 无线互联科技. 2018(01)
[6]基于Pareto多目标遗传的LEO卫星网络多业务Qos路由算法[J]. 张慧卿,彭宏利. 电子设计工程. 2017(20)
[7]σ星座设计与仿真[J]. 张雅声,莫薇. 装备学院学报. 2016(04)
[8]卫星网络路由技术[J]. 卢勇,赵有健,孙富春,李洪波,倪国旗,王殿军. 软件学报. 2014(05)
[9]传统多目标优化方法和多目标遗传算法的比较综述[J]. 马小姝,李宇龙,严浪. 电气传动自动化. 2010(03)
[10]基于IBEA的低轨区域覆盖星座优化设计[J]. 张景成,周世燕,戴光明. 计算机应用与软件. 2010(03)
博士论文
[1]基于参考点的高维多目标演化算法研究及其在卫星星座设计中的应用[D]. 周冲.中国地质大学 2018
[2]空间信息网络拥塞控制与路由研究[D]. 郭超.北京科技大学 2015
硕士论文
[1]低轨卫星网络的路由技术研究[D]. 丁俊栋.北京邮电大学 2018
本文编号：3329945
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