一种确定性星座对地覆盖计算方法

为提高星地覆盖计算精度和效率,研究了星座对地覆盖问题.首先,分析了星座对地覆盖几何特性,着重研究了基于Delaunay三角网和Voronoi图的星座空间几何构形划分方法;其次,通过定义卫星的所属覆盖区域,将星座对地覆盖问题简化为单星覆盖问题.并在此基础上提出了星座对任意类型地面目标覆盖能力的精确、快速计算方法;最后,比较不同覆盖目标下,所提出的方法和经典的网格点划分方法的计算精度和计算效率.实验结果表明,所提出方法具有正确性和高效性,且该方法可以有效应用于卫星星座优化设计和性能分析中.     

改进的网格点法在区域覆盖问题中的应用

卫星星座区域覆盖问题是航天领域的一个基本问题。由于卫星星座构型多样,且区域形状的不规则,加之摄动等其他因素影响,传统的解决方法是网格点仿真法。但网格点仿真法在区域面积较大计算精度较高时效率低下。因此,对网格点仿真法进行了改进,根据卫星对地覆盖的几何特性,将一行网格点作为一个整体进行分析,由此设计出一种改进的网格点仿真法。实验表明,该算法性能优越,计算效率相比未改进的网格点仿真法有显著的提高。     

一种用于提高定位精度的选星算法

在分析几何布局选星算法原理及选星效果的基础上,提出了该选星算法的改进算法。该方法将几何布局选星算法与准最佳选星算法结合起来,不仅改善了几何布局选星算法的选星效果,而且保留了几何布局选星算法计算速度快、可用于单星座定位系统和多星座定位系统的优点。仿真结果表明:通过改进算法能够得到逼近最佳几何精度因子法的选星结果,相对于几何布局选星算法只增加了计算几何精度因子(GDOP)值的较小工作量。     

一种区域卫星定位系统的星座方案

提出了一种用静止卫星和同步椭圆轨道卫星构造的区域卫星定位系统。并以GDOP最小化为目标,对该系统的星座参数进行了优化。利用仿真得到了该星座在我国的性能指标,并和GPS星座进行了比较。仿真结果表明,该方案能够满足我国及周边地区的卫星定位需要。     

超地平覆盖飞行器组网星座优化设计

对超地平覆盖飞行器的概念及特性进行了简要的描述,以该类飞行器中的通用航空飞行器(CAV)为例,对该类型飞行器组网星座的优化设计进行了研究.首先基于单个CAV对地覆盖区域的分析,提出了一种几何意义更加清晰和简单的CAV再入对地覆盖区域的分析方法;其次通过提出等效的CAV星座覆盖性能指标-平均轨道响应时间,建立了CAV组网星座优化设计的数学模型;最后通过采用遗传算法对CAV组网星座进行了优化设计.通过分析优化设计的结果,说明了这种设计方案的有效性.     

双基站星座覆盖性能分析及星座设计

在双基站理论研究基础上，首先给出了星座对双基站覆盖性能分析时的3个定理并予以证明，然后分析了对0^。～55^。纬度带覆盖时的一种双基站星座设计方法。该方法首先判断在进行星座设计时是否需要考虑星座对空间站的覆盖性能，然后用本文提供的方法大概确定满足覆盖要求的星座构型，再根据点覆盖数值仿真方法计算具体星座参数，最后检验星座对空间站的覆盖性能。     

利用雷达作为外辐射源侦察定位精度分析

测向交叉定位精度低,而时差定位需要3个接收站并且对时统的要求较高.为降低系统的复杂度同时保证较高的定位精度,提出利用雷达作为外辐射源进行侦察的测向距离和实现对目标进行定位.首先利用雷达作为外辐射源的测向距离和侦察定位的数学模型,分析了影响定位误差的因素;然后推导出理论定位精度的几何稀释(GDOP);最后进行了仿真实验.仿真结果验证了影响测向距离和定位精度的因素,对实际工程应用中的设计具有指导意义.     

基于一种不规则三角网的卫星导航选星算法研究

如何合理快速地选取参与导航解算的可见星,是当前北斗/GNSS多系统卫星导航定位亟待解决的关键问题之一。针对此问题,提出一种基于不规则三角网投影的选星算法。该算法的主要思路是,通过一种球内接多面体,投影出Delaunay不规则三角网,快速计算出球内接多面体体积,得出多面体体积与几何精度因子(geometric dilation of precision,GDOP)的关系,作为选星判断的依据。通过试验计算表明:当参与解算的可见星数量小于11颗时,随着多面体体积的增大,GDOP值减小趋势明显;当可见星数量达到11颗后,GDOP值随着多面体体积增大变化趋势不明显,但解算时效明显降低。据此,在众多可见星中,选择空间几何分布较好的11颗星作为解算卫星,导航定位精度较好,且解算时效也得到兼顾。     

Walker星座性能修复构型重构的弹性力学解法

Walker星座是全球覆盖最有效的星座,常用于对地观测、导航和互联网通信等。星座中卫星故障引起星座整体性能下降的场景可以使用在轨卫星构型重构一定程度上快速修复。与调整相邻卫星相位、均匀相位和均匀星座等经典策略不同,仿生薄膜板弹性力学应力应变过程,提出星座重构卫星机动策略,使修复后星座构型与之前相比性能下降最小,从而计算出每颗卫星机动策略。算例表明所提方法重构的星座比经典策略重构星座性能指标更优更协调。     

一重覆盖的低轨通信星座设计与部署策略研究

以低轨通信星座为研究内容,设计满足一重连续覆盖约束的最小星座。对星座站位精度对覆盖性的影响进行分析,得到了不同轨道高度下,满足一重连续覆盖约束的最小星形星座及所允许的最大站位误差。进一步对星座部署策略进行研究,采用Matlab-STK联合仿真这一技术手段,利用枚举法求解了轨道高度为1 100 km的带有可见性及发射约束的星座最优部署策略,得到了不同发射阶段的星座覆盖性计算结果。为后续低轨星座的研究及工程应用提供参考。