衛(wèi)星傳輸鏈路連通狀態(tài)建模與仿真

張晨曦

（華北水利水電大學(xué) 信息工程學(xué)院，河南 鄭州 450045）

0 引 言

衛(wèi)星通信是通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及航空航天技術(shù)相結(jié)合的主要產(chǎn)物，現(xiàn)如今，衛(wèi)星通信已經(jīng)成為有力的現(xiàn)代通信手段之一。衛(wèi)星通信連通作為空間信息應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由于地面接收站數(shù)量和接收范圍有限，衛(wèi)星在軌運(yùn)行期間的傳輸時(shí)間受到限制。

當(dāng)衛(wèi)星運(yùn)行到不可視范圍時(shí)，衛(wèi)星—地面站數(shù)據(jù)傳輸鏈路無法連通，衛(wèi)星星載相機(jī)采集到的有效數(shù)據(jù)無法實(shí)時(shí)傳輸?shù)降降孛嬲尽Ｄ壳案呒鸭训热耸褂肳orldWind 軟件，仿真衛(wèi)星和接收站間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膭?dòng)態(tài)過程，并對(duì)觀測衛(wèi)星過接收站的情景進(jìn)行預(yù)測。Xiaobing Tang等人對(duì)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)通信問題進(jìn)行研究，建立了衛(wèi)星與衛(wèi)星之間通信網(wǎng)絡(luò)鏈路可見性和連通性分析的模型。侯穎等人指出衛(wèi)星與衛(wèi)星之間的可見關(guān)系以及可建立星間鏈路的前提條件。廖希等人利用Unity 3D 建模實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星通信星—地鏈路的三維重現(xiàn)和仿真運(yùn)行。但對(duì)于衛(wèi)星—地面站可見鏈路傳輸?shù)慕Ｑ芯繒何纯紤]。

本文根據(jù)衛(wèi)星軌道基本特點(diǎn)建立了空間位置關(guān)系，通過星下點(diǎn)軌跡對(duì)星站位置進(jìn)行幾何關(guān)系判斷，構(gòu)建了衛(wèi)星軌道空間位置和衛(wèi)星—地面站連通判斷的模型，對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)中軌道傾角不同時(shí)的連通情況進(jìn)行分析，可以協(xié)助研究人員分析或模擬衛(wèi)星通信系統(tǒng)，具有實(shí)際和工程研究價(jià)值。

1 理論分析與建模

衛(wèi)星—地面站鏈路連通意味著衛(wèi)星—地面站在空間幾何關(guān)系中相互可見，一般衛(wèi)星在軌運(yùn)行時(shí)，它們的可見度會(huì)不時(shí)地發(fā)生變化。……