混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析

韩松辉; 归庆明; 李建文; 杜院录

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混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析

韩松辉, 归庆明, 李建文, 杜院录

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韩松辉, 归庆明, 李建文, 杜院录. 混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(9): 1014-1019.

引用本文:

韩松辉, 归庆明, 李建文, 杜院录. 混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(9): 1014-1019.

HAN Songhui, GUI Qingming, LI Jianwen, DU Yuanlu. Analysis of Establishment Criteria,Connectivity and Robustness of Inter-satellite Link in Mixed Constellation[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(9): 1014-1019.

Citation:

HAN Songhui, GUI Qingming, LI Jianwen, DU Yuanlu. Analysis of Establishment Criteria,Connectivity and Robustness of Inter-satellite Link in Mixed Constellation[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2012, 37(9): 1014-1019.

混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²信息工程大学理学院,郑州市科学大道62号450001

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(40974009,41174005);;河南省科技创新人才计划资助项目;;郑州市科技攻关计划资助项目(0910SGYG21198);;中国卫星导航学术年会青年优秀论文获奖者资助项目

详细信息

作者简介:
韩松辉，博士生，讲师，研究方向为卫星导航及其测量数据处理。

中图分类号: P228.41

Analysis of Establishment Criteria,Connectivity and Robustness of Inter-satellite Link in Mixed Constellation

¹ Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University, 66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;² Institute of Science,Information Engineering University,62 Kexue Road,Zhengzhou 450001,China

Funds: 国家自然科学基金资助项目(40974009,41174005);;河南省科技创新人才计划资助项目;;郑州市科技攻关计划资助项目(0910SGYG21198);;中国卫星导航学术年会青年优秀论文获奖者资助项目

摘要: 首先,分析了混合星座的特点,并分别讨论了GEO卫星、IGSO卫星和Walker-δ星座的服务性能和星间链路的建立特点;然后,运用邻接矩阵给出混合星座连通性的判断标准,运用任意两颗卫星间相连途径的数目、割点、割边、k-连通度和k-边连通度给出星间链路稳健性的判断标准,并给出了星座达到k-连通所需要的最少星间链路的数目及其构建方式;最后,对模拟的3GEO+3IGSO+24MEO星座构型中各卫星之间的星间链路建立准则、连通性和稳健性进行了分析。
- 混合星座 /
- Walker-δ星座 /
- 星间链路 /
- 连通性 /
- 稳健性 /
- 邻接矩阵 /
- 连通度
Abstract: In order to improve service performance of navigation constellation,many experts consider the mixed constellation configuration of GEO satellite,IGSO satellite and MEO satellite.In the design of the new constellation configuration or the research of the existing constellation performance,the inter-satellite link(ISL) is needed to established,and the connectivity and robustness of the ISL are needed to analyze.The characteristics of the mixed constellation configuration are analyzed,and the characteristics of ISL establishment and the service performance of GEO satellite,IGSO satellite and Walker-δ constellation are discussed firstly.Then,the method to determine ISL connectivity in the mixed constellation by the adjacency matrix is put forward,and the standards of the ISL robustness are given using the number of ways between any two satellites,cutting point,cutting edge,k-connectivity degree and k-edge connectivity degree of graph theory.The minimum required number of ISLs of a k-connectivity′s constellation and the construction method of k-connectivity′s constellation are given for the first time.Finally,the 3GEO+3IGSO+24MEO constellation configuration is simulated.The criteria for ISL establishment,the connectivity and robustness of this mixed constellation configuration are studied,and many important conclusions are obtained.
- mixed constellation /
- Walker-δ constellation /
- ISL /
- connectivity /
- robustness /
- adjacency matrix /
- connectivity

[1]	李子强, 辛洁, 郭睿, 李晓杰, 唐成盼, 田翌君. 基于北斗星间链路的卫星自主导航可行性分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2022, 47(1): 55-60. doi: 10.13203/j.whugis20190338
[2]	李佳田, 吴华静, 林艳, 高鹏, 王雯涛, 阿晓荟, 晏玲. 顾及模糊核连通性的无人机图像半盲复原方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(6): 816-824. doi: 10.13203/j.whugis20190160
[3]	白燕, 卢晓春, 高天. 基于单点伪距归算的星间链路时间同步改进算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2021, 46(7): 1044-1052. doi: 10.13203/j.whugis20190256
[4]	蔡洪亮, 孟轶男, 耿涛, 谢新. 北斗三号卫星星地星间联合精密定轨初步结果 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2020, 45(10): 1493-1500. doi: 10.13203/j.whugis20180499
[5]	李冉, 胡小工, 唐成盼, 周善石, 潘军洋, 刘利, 李晓杰. 北斗卫星导航系统混合星座的光压摄动建模和精度分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(7): 1063-1070. doi: 10.13203/j.whugis20160380
[6]	杨元喜, 任夏. 自主卫星导航的空间基准维持 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2018, 43(12): 1780-1787. doi: 10.13203/j.whugis20180169
[7]	薛树强, 杨元喜. 最小GDOP组合Walker星座构型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2016, 41(3): 380-387. doi: 10.13203/j.whugis20130485
[8]	郑坤, 董绪荣, 杨洋, 李晓宇. 一种基于GEO星间链路的导航系统时间同步新体制 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(10): 1163-1167.
[9]	孟轶男, 樊士伟, 李罡, 高为广. 利用GNSS星间链路对中高轨航天器测定轨的可行性研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(4): 445-449. doi: 10.13203/j.whugis20120215
[10]	毛悦, 宋小勇, 贾小林, 吴显兵. 星间链路观测数据归化方法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(10): 1201-1206.
[11]	石磊玉, 周益, 王东会, 欧钢. 一种适用于卫星导航系统星间链路的可抢占时隙TDMA体制 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(6): 714-718.
[12]	王奇胜, 朱长青, 许德合. 利用DFT相位的矢量地理空间数据水印方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(5): 523-526.
[13]	许德合, 朱长青, 王奇胜. 利用QIM的DFT矢量空间数据盲水印模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(9): 1100-1103.
[14]	黄飞江, 卢晓春, 吴海涛, 边玉敬. 基于星间距离变化的动态双向时间同步算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(1): 13-16.
[15]	宋小勇, 毛悦, 贾小林, 吴显兵. 基于星间测距的分布式自主星历更新算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(10): 1161-1164.
[16]	章红平, 杨蜀江. 接收机五参数定位算法研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(11): 1312-1315.
[17]	郭建星, 肖亚峰, 张海堂, 马淑宇. 一种基于小波包变换的盲数字水印算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(2): 140-143.
[18]	邱卫宁. 具有稳健初值的选权迭代法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2003, 28(4): 452-454.
[19]	李霖. 基于协调过程的地图政区自动着色 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1992, 17(3): 91-96.
[20]	阚昊宇, 胡志刚, 吕逸飞, 谢新, 周仁宇, 赵齐乐. 利用不同时间同步体制钟差评估北斗三号星载原子钟性能 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 0, 0(0): 0-0. doi: 10.13203/j.whugis20210286

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混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析

¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²信息工程大学理学院,郑州市科学大道62号450001

作者简介:
韩松辉，博士生，讲师，研究方向为卫星导航及其测量数据处理。

收稿日期: 2012-06-20
刊出日期: 2012-09-05

中图分类号: P228.41

关键词:

混合星座 /

Walker-δ星座 /

星间链路 /

连通性 /

稳健性 /

邻接矩阵 /

连通度

摘要: 首先,分析了混合星座的特点,并分别讨论了GEO卫星、IGSO卫星和Walker-δ星座的服务性能和星间链路的建立特点;然后,运用邻接矩阵给出混合星座连通性的判断标准,运用任意两颗卫星间相连途径的数目、割点、割边、k-连通度和k-边连通度给出星间链路稳健性的判断标准,并给出了星座达到k-连通所需要的最少星间链路的数目及其构建方式;最后,对模拟的3GEO+3IGSO+24MEO星座构型中各卫星之间的星间链路建立准则、连通性和稳健性进行了分析。

English Abstract

Analysis of Establishment Criteria,Connectivity and Robustness of Inter-satellite Link in Mixed Constellation

¹ Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University, 66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;² Institute of Science,Information Engineering University,62 Kexue Road,Zhengzhou 450001,China

Received Date: 2012-06-20
Publish Date: 2012-09-05

Keywords:

Abstract: In order to improve service performance of navigation constellation,many experts consider the mixed constellation configuration of GEO satellite,IGSO satellite and MEO satellite.In the design of the new constellation configuration or the research of the existing constellation performance,the inter-satellite link(ISL) is needed to established,and the connectivity and robustness of the ISL are needed to analyze.The characteristics of the mixed constellation configuration are analyzed,and the characteristics of ISL establishment and the service performance of GEO satellite,IGSO satellite and Walker-δ constellation are discussed firstly.Then,the method to determine ISL connectivity in the mixed constellation by the adjacency matrix is put forward,and the standards of the ISL robustness are given using the number of ways between any two satellites,cutting point,cutting edge,k-connectivity degree and k-edge connectivity degree of graph theory.The minimum required number of ISLs of a k-connectivity′s constellation and the construction method of k-connectivity′s constellation are given for the first time.Finally,the 3GEO+3IGSO+24MEO constellation configuration is simulated.The criteria for ISL establishment,the connectivity and robustness of this mixed constellation configuration are studied,and many important conclusions are obtained.

韩松辉, 归庆明, 李建文, 杜院录. 混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(9): 1014-1019.

引用本文:

韩松辉, 归庆明, 李建文, 杜院录. 混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2012, 37(9): 1014-1019.

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作者简介: 韩松辉，博士生，讲师，研究方向为卫星导航及其测量数据处理。

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混合星座星间链路的建立以及连通性和稳健性分析

1信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;2信息工程大学理学院,郑州市科学大道62号450001

作者简介: 韩松辉，博士生，讲师，研究方向为卫星导航及其测量数据处理。

English Abstract

Analysis of Establishment Criteria,Connectivity and Robustness of Inter-satellite Link in Mixed Constellation

1 Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University, 66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;2 Institute of Science,Information Engineering University,62 Kexue Road,Zhengzhou 450001,China

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¹信息工程大学测绘学院,郑州市陇海中路66号450052;²信息工程大学理学院,郑州市科学大道62号450001

作者简介:
韩松辉，博士生，讲师，研究方向为卫星导航及其测量数据处理。

¹ Institute of Surveying and Mapping,Information Engineering University, 66 Middle Longhai Road,Zhengzhou 450052,China;² Institute of Science,Information Engineering University,62 Kexue Road,Zhengzhou 450001,China