低轨通信卫星双向测量差分定位方法

1

作者 王鑫洋 赵亚飞 +1 位作者 李锦康 彭木根 《电信科学》 北大核心 2024年第4期66-75,共10页

在非地面网络中,依托低轨通信卫星的星地链路、卫星载荷以及地面终端等资源,实现定位解算,是实现未来6G通感一体化的重要技术手段之一。在手机直连卫星等场景下,终端设计上往往只与一颗卫星进行通信,探索单星定位方法具有十分迫切的意... 在非地面网络中,依托低轨通信卫星的星地链路、卫星载荷以及地面终端等资源,实现定位解算,是实现未来6G通感一体化的重要技术手段之一。在手机直连卫星等场景下,终端设计上往往只与一颗卫星进行通信,探索单星定位方法具有十分迫切的意义。针对以往单星连续观测定位精度因子差、时钟同步困难、收敛速度慢等难题,提出了一种低轨星座场景下的双向测量差分定位方法,并基于卫星位置精度因子设计了位置更新策略。利用星地链路,采用单程双向测距方法消除时钟误差,通过时间累计测量、终端随机切换的方式弥补单星观测的空间缺陷,优化了终端定位性能。在仿真场景下,基于SpaceX的卫星轨道参数,对所提方案进行了验证,结果表明,采用随机切换卫星的方法进行测量,相比于未切换保持单星测量的终端,定位性能提升近100%;联合解算多个时刻观测数据,能够提升精度收敛速度,减小定位误差,在180 s的仿真时间内利用512次观测数据,当终端切换次数为19次时,最优定位精度可达299.5 m。 展开更多

关键词 低轨通信卫星 双向测量 单星定位 随机切换

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基于低轨卫星联合监视的机场飞机目标跟踪方法

2

作者 陈家建 刘勇 +3 位作者 郭鹏宇 曹璐 王鑫慧 孟玲 《航天返回与遥感》 CSCD 北大核心 2024年第6期70-81,共12页

随着大规模低轨商业遥感卫星星座的发展,卫星能够在较短时间内对地面同一区域进行接力观测,使得对机场飞机目标的持续监视成为可能。针对低轨卫星联合监视下的机场飞机目标跟踪问题,文章提出了一个基于YOLOv7与DeepSORT的两阶段飞机目... 随着大规模低轨商业遥感卫星星座的发展,卫星能够在较短时间内对地面同一区域进行接力观测,使得对机场飞机目标的持续监视成为可能。针对低轨卫星联合监视下的机场飞机目标跟踪问题,文章提出了一个基于YOLOv7与DeepSORT的两阶段飞机目标跟踪方法,通过引入注意力机制改进YOLOv7网络,实现对卫星遥感图像中小型飞机目标的准确检测;通过优化匹配机制改进DeepSORT算法,实现对存在长时间差的图像序列中运动飞机目标的持续跟踪。文章利用多颗“吉林一号”卫星接力拍摄的卫星遥感图像序列进行算法验证,实验结果表明,文章方法能够融合多颗卫星不同时刻的成像信息,提高对机场运行状态的连续感知能力,多目标跟踪精度为79.15%,对比其他常用的跟踪算法提高了3.2%以上,同时显示出大规模低轨商业遥感卫星星座在目标跟踪领域巨大的应用潜力。 展开更多

关键词 低轨卫星星座 多目标跟踪 改进DeepSORT算法 注意力机制

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面向低轨卫星的星地信道模型综述 被引量：4

3

作者 苏昭阳 刘留 +4 位作者 艾渤 周涛 韩紫杰 段相龙 张嘉驰 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1684-1702,共19页

低轨卫星(LEO)具备通信时延低、部署成本低、覆盖范围广的特点,已经成为了建设未来空天地一体化网络的重要组成部分。然而卫星通信中端到端传播距离长、经历衰落复杂、终端移动速度快,其信道特性与地面蜂窝网络信道具有很大差异。基于此... 低轨卫星(LEO)具备通信时延低、部署成本低、覆盖范围广的特点,已经成为了建设未来空天地一体化网络的重要组成部分。然而卫星通信中端到端传播距离长、经历衰落复杂、终端移动速度快,其信道特性与地面蜂窝网络信道具有很大差异。基于此,为了对低轨卫星星地信道特性以及信道模型有较为全面的认识,该文总结了目前国际标准组织对星地信道的标准化进展,讨论了星地信道在不同传播位置处的衰落特性,根据建模方法对已有的重要信道模型进行了划分与阐述,最后对未来的工作提出了展望。 展开更多

关键词 低轨卫星 无线信道 信道建模 信道测量

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Ka频段低轨卫星跟踪方式研究 被引量：8

4

作者 谢学东 操礼长 +1 位作者 刘旺华 朱志勇 《无线电工程》 2018年第11期77-81,共5页

随着遥感技术的不断发展,遥感数据量与日俱增,卫星平台设计要求的传输速率和带宽越来越高。但是目前的传输信道已经饱和,无法满足更高速率的数据下传。综合考虑采用逐步成熟的Ka频段代替目前的X频段,但是遥感卫星的高度一般较低,Ka频段... 随着遥感技术的不断发展,遥感数据量与日俱增,卫星平台设计要求的传输速率和带宽越来越高。但是目前的传输信道已经饱和,无法满足更高速率的数据下传。综合考虑采用逐步成熟的Ka频段代替目前的X频段,但是遥感卫星的高度一般较低,Ka频段信号的跟踪方式将成为关键问题。在分析对比目前的跟踪条件的基础上,提出了一种适合新一代天线系统的跟踪解决方法,从跟踪环路设计方面论证了解决方案。仿真结果表明,积分式PID控制器可以满足低轨卫星的跟踪,实现Ka频段低轨卫星的稳定跟踪,提高了遥感卫星使用效率。 展开更多

关键词 KA频段 稳定跟踪 低轨卫星

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Ka频段低轨卫星跟踪技术研究 被引量：12

5

作者 徐崇彦 张言锋 孟祥国 《无线电通信技术》 2017年第6期56-59,共4页

大口径天线在跟踪Ka频段低轨遥感卫星时,由于半功率波束宽度很窄,对天线跟踪提出了更高的要求。从提升天线跟踪精度角度出发,提出了通过采用变积分PID控制及计算机辅助跟踪的方法,有效减小天线伺服环路的动态滞后,提高天线跟踪精度;从优... 大口径天线在跟踪Ka频段低轨遥感卫星时,由于半功率波束宽度很窄,对天线跟踪提出了更高的要求。从提升天线跟踪精度角度出发,提出了通过采用变积分PID控制及计算机辅助跟踪的方法,有效减小天线伺服环路的动态滞后,提高天线跟踪精度;从优化Ka频段跟踪捕获流程角度,提出了低仰角捕获跟踪及高仰角捕获跟踪时的不同策略,提高大口径天线Ka频段窄波束捕获成功率。采用上述方法和策略,通过仿真及工程调优可以显著提升天线跟踪精度,实现天线高精度跟踪。 展开更多

关键词 KA频段 低轨卫星 变积分PID 跟踪精度 动态滞后

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精确预测卫星寿命终了时低重力推进剂的测量系统

6

作者 M.V.Chobolov G.P.Purohit 张康华 《控制工程（北京）》 1993年第6期34-37,共4页

术文描述由休斯航空公司研制、试验和取得专利的低重力推进剂测量系统(PGS)。PGS 在通常卫星预定15年飞行寿命中预测卫星寿命终了(EOL)的准确度在±2月之内甚至更佳。该系统已用于休斯 HS601同步通信卫星。PGS 从初始设计就简化并... 术文描述由休斯航空公司研制、试验和取得专利的低重力推进剂测量系统(PGS)。PGS 在通常卫星预定15年飞行寿命中预测卫星寿命终了(EOL)的准确度在±2月之内甚至更佳。该系统已用于休斯 HS601同步通信卫星。PGS 从初始设计就简化并尽力减少系统所要求的硬件。现有的挤压气体箱和推进剂箱中间装有高分辨率传感器和内接阀门。PGS 通过瞬间打开对应的高压挤压气箱与推进剂箱之间的互连阀对推进剂周期性地加压进行测量。根据加压前后压力的测量值,应用气体定律计算可以确定推进剂箱中气体的体积,进一步可以得到液体的体积,这样就计算出箱中推进剂的质量。应用气体定律时也需要测定温度。为精确测定温度,每个贮箱都安装了多个温度敏感器,为进一步提高精度,使用非常精确的高分辨率的压力传感器作为气体温度计。通过对所推荐的测量方案的原型机试验,建立了对系统精确预测由于推进剂耗尽而引起的卫星寿命终了的能力的信心。PGS 具有容错能力,不受推进剂分系统正常工作的干扰。加压能力为双元推进系统额外提供了精密地控制氧化剂-燃料混合比的好处,这样通过使伴随某种推进剂比另一种先耗尽时使推进剂的残留量降到最低来提高位置保持寿命。 展开更多

关键词 卫星 低重力推进剂 测量 预测

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低轨道卫星的过顶跟踪技术 被引量：5

7

作者 温桂森 《无线电工程》 1997年第4期16-18,30,共4页

过顶跟踪是动目标跟踪中的关键技术,本文对两种过顶跟踪方法进行了论述分析,并提出了一种新颖的跟踪方案,阐述了它的原理及其优越性。

关键词 过顶跟踪 三轴座架 自补偿 低轨道卫星

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基于UKF的天基红外低轨卫星自由段弹道跟踪技术 被引量：2

8

作者 杨桉楠 谢恺 +1 位作者 张涛 安玮 《现代防御技术》 北大核心 2007年第5期105-109,共5页

分析了天基红外低轨卫星星载传感器对弹道导弹自由段的弹道估计问题,它是下一代空间预警系统的关键技术之一。同时引入一种新的滤波估计算法UKF,该算法应用于非线性系统时具有较好的滤波估计性能。通过Monte Carlo仿真,与其他算法比较,... 分析了天基红外低轨卫星星载传感器对弹道导弹自由段的弹道估计问题,它是下一代空间预警系统的关键技术之一。同时引入一种新的滤波估计算法UKF,该算法应用于非线性系统时具有较好的滤波估计性能。通过Monte Carlo仿真,与其他算法比较,该算法具有更好的适应能力,跟踪性能更优。 展开更多

关键词 天基红外低轨卫星 弹道跟踪 UKF

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低轨卫星自跟踪技术分析 被引量：7

9

作者 姚勇 《无线电工程》 2011年第10期17-20,共4页

针对低轨(LEO)卫星无信标信号时,传统自跟踪方式无法对其进行有效跟踪的问题,提出了全数字跟踪体制。对采用频分时分复合多址(FDMA/TDMA)体制的低轨卫星,采用宽带检测结合窄带跟踪的方法,快速准确地提取方位俯仰误差,实现了对目标卫星... 针对低轨(LEO)卫星无信标信号时,传统自跟踪方式无法对其进行有效跟踪的问题,提出了全数字跟踪体制。对采用频分时分复合多址(FDMA/TDMA)体制的低轨卫星,采用宽带检测结合窄带跟踪的方法,快速准确地提取方位俯仰误差,实现了对目标卫星的高精度跟踪。对采用码分多址(CDMA)体制的低轨卫星,采用频域跟踪的方法,实现了低信噪比条件下对目标卫星的高精度跟踪。 展开更多

关键词 低轨卫星 全数字跟踪接收机 FDMA/TDMA CDMA

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低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述 被引量：5

10

作者 方一鸣 赵祥天 +2 位作者 赵亚飞 孙耀华 彭木根 《无线电通信技术》 2023年第5期816-825,共10页

低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G网络重要的发展趋势。低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大... 低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G网络重要的发展趋势。低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础。随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战。从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向。 展开更多

关键词 低轨卫星互联网 信号捕获 信号跟踪 波束控制

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低轮廓车载卫星通信天线的跟踪设计 被引量：1

11

作者 张明社 《电子设计工程》 2010年第6期45-46,50,共3页

针对低轮廓车载卫星通信天线由于受载体的扰动,在无航向和跟踪器的指引下,将很难保证天线稳定的指向目标的情况,提出一种新型的低轮廓车载通信天线控制系统和跟踪策略,使用倾角仪,补偿车体在天线俯仰波束正交的两个方向的倾斜,使用速率... 针对低轮廓车载卫星通信天线由于受载体的扰动,在无航向和跟踪器的指引下,将很难保证天线稳定的指向目标的情况,提出一种新型的低轮廓车载通信天线控制系统和跟踪策略,使用倾角仪,补偿车体在天线俯仰波束正交的两个方向的倾斜,使用速率陀螺,通过软件实现了车体扰动的隔离以及航向隔离,解决了车体运动中实时准确跟踪的关键问题,提高了车载卫星通信天线的性价比。并用工程实例验证该方法的正确性。在城市路面,卫星不被遮挡的情况下,车载卫星跟踪系统可稳定接收卫星数字电视节目。 展开更多

关键词 卫星通信 车载天线 跟踪 低轮廓 速率陀螺

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扩频体制低轨卫星通信信号捕获与跟踪系统设计 被引量：10

12

作者 朱国富 《电讯技术》 北大核心 2022年第5期576-584,共9页

针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统... 针对扩频体制下低轨卫星信号的捕获及跟踪等系统设计实现问题,根据卫星信号模型进行了捕获及跟踪算法设计,重点对基于快速傅里叶变换的快速捕获算法、锁频环、锁相环和码跟踪环路进行了设计,并进行了工程系统实现。试验验证表明,该系统可以实现码分多址体制低轨卫星信号捕获、跟踪处理,工作性能参数满足系统需求。 展开更多

关键词 低轨卫星 扩频 通信信号 捕获与跟踪系统

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重力测量卫星KBR系统相位中心在轨标定算法

13

作者 辛宁 邱乐德 +1 位作者 张立华 丁延卫 《航天器工程》 2014年第2期24-30,共7页

针对低低跟踪(SST-LL)重力测量卫星K频段测距(KBR)系统相位中心在轨标定问题,提出了一种应用预测卡尔曼滤波算法的KBR系统在轨标定算法。首先,以磁力矩器和姿态控制喷气发动机为执行部件,对一颗卫星施加一定的组合力矩,使其绕另一颗卫... 针对低低跟踪(SST-LL)重力测量卫星K频段测距(KBR)系统相位中心在轨标定问题,提出了一种应用预测卡尔曼滤波算法的KBR系统在轨标定算法。首先,以磁力矩器和姿态控制喷气发动机为执行部件,对一颗卫星施加一定的组合力矩,使其绕另一颗卫星进行周期性姿态机动;然后,将星敏感器数据代入预测卡尔曼滤波算法中估计出卫星姿态;最后,根据KBR系统观测值与卫星姿态角之间的关系,利用扩展卡尔曼滤波算法估计出KBR系统相位中心的位置。数值仿真结果表明:KBR系统相位中心可以被实时估计,当存在较大的卫星姿态动力学模型误差时,KBR系统相位中心的标定误差仍在0.3mrad以内,证明此算法估计精度较高且鲁棒性强。 展开更多

关键词 低低跟踪重力测量卫星 K频段测距系统 相位中心 在轨标定 预测卡尔曼滤波算法

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C^2算法在雷达低空目标俯仰角测量中的应用 被引量：4

14

作者 吕韶昱 熊伟 +1 位作者 万建伟 佟光 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2007年第7期41-44,共4页

由于多径信号的干扰,单脉冲比幅测角体制的雷达在对低空目标俯仰角测量时,会带来很大的误差。将传统的多目标分辨算法(C2算法)应用于某相控阵雷达系统低空目标偏轴跟踪中俯仰角的测量,文中给出某次实际飞行试验中的测量结果,并对测量结... 由于多径信号的干扰,单脉冲比幅测角体制的雷达在对低空目标俯仰角测量时,会带来很大的误差。将传统的多目标分辨算法(C2算法)应用于某相控阵雷达系统低空目标偏轴跟踪中俯仰角的测量,文中给出某次实际飞行试验中的测量结果,并对测量结果进行修正,表明该算法具有比较优良的抗多径干扰性能,验证了该算法在低空多径环境下目标俯仰角测量的有效性和可实施性。 展开更多

关键词 低空/低角度目标测量 偏轴跟踪 C^2算法

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天基红外低轨卫星自由段弹道估计方法研究 被引量：1

15

作者 林再平 安玮 杨桉楠 《红外技术》 CSCD 北大核心 2007年第3期155-159,共5页

主要分析了天基红外低轨卫星星载传感器对导弹自由段的弹道估计问题,它是下一代空间预警系统的关键技术之一。建立了天基红外低轨卫星的测量模型和弹道导弹自由段运动模型,根据测量模型的非线性,利用改进的Gauss-Newton方法,解决了弹道... 主要分析了天基红外低轨卫星星载传感器对导弹自由段的弹道估计问题,它是下一代空间预警系统的关键技术之一。建立了天基红外低轨卫星的测量模型和弹道导弹自由段运动模型,根据测量模型的非线性,利用改进的Gauss-Newton方法,解决了弹道的最大似然估计问题,并利用Monte-Carlo仿真实验验证估计算法的有效性,且对估计误差进行了分析。 展开更多

关键词 天基红外低轨卫星 视线测量 弹道估计

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下一代高精度卫星重力测量技术研究 被引量：2

16

作者 廖鹤 祝竺 +1 位作者 赵艳彬 李洪银 《上海航天》 2016年第6期102-108,共7页

以下一代高精度卫星重力测量为背景,针对低低卫卫跟踪模式与卫星重力梯度测量模式,论述了下一代低低卫卫跟踪和下一代重力梯度测量卫星方案。下一代低低卫卫跟踪重力卫星采用纳米级星间激光测距替代原微波测距,同时降低轨道高度以提高... 以下一代高精度卫星重力测量为背景,针对低低卫卫跟踪模式与卫星重力梯度测量模式,论述了下一代低低卫卫跟踪和下一代重力梯度测量卫星方案。下一代低低卫卫跟踪重力卫星采用纳米级星间激光测距替代原微波测距,同时降低轨道高度以提高重力场敏感度。下一代重力梯度测量卫星采用原子干涉重力梯度仪替代静电重力梯度仪,原子干涉重力梯度仪在空间有超高的潜在灵敏度,可进一步提高卫星重力梯度测量的精度。同时,突破现有牛顿力学框架下的卫星重力测量技术,提出了基于广义相对论引力钟慢效应的卫星重力测量技术概念,卫星遍历地球周围空间时,通过测量星上时钟频率变化获取全球重力分布。仿真结果表明:三种新型高精度卫星重力测量技术可恢复200~305阶的全球重力场模型。 展开更多

关键词 地球重力场 卫星重力测量 低低卫卫跟踪 卫星重力梯度测量 激光测距 原子干涉 引力钟慢效应

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SST-LL重力测量卫星轨道分析 被引量：2

17

作者 覃政 张立华 丁延卫 《航天器工程》 2012年第3期23-27,共5页

论述了SST-LL重力测量卫星科学任务对轨道寿命、地面覆盖性能、轨道高度单圈波动、星间距离变化范围的需求。根据需求,计算了轨道的自然衰减情况,得出轨道初始高度为500km;综合考虑地面覆盖要求及运载火箭能力,得出了最佳轨道倾角为89&#... 论述了SST-LL重力测量卫星科学任务对轨道寿命、地面覆盖性能、轨道高度单圈波动、星间距离变化范围的需求。根据需求,计算了轨道的自然衰减情况,得出轨道初始高度为500km;综合考虑地面覆盖要求及运载火箭能力,得出了最佳轨道倾角为89°;得出了0.002 0偏心率下轨道高度波动范围不超过50km;分析得出星间距离的长周期变化主要受大气阻力影响,初步确定了轨道控制方案,即定期对受大气阻力较大的卫星进行轨道机动。 展开更多

关键词 重力测量卫星 低-低卫星跟踪卫星 轨道参数 地面覆盖 星间距离

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月球低重力模拟设备位姿测控系统优化设计 被引量：2

18

作者 王鹤 樊世超 +1 位作者 王婉秋 赵振庆 《航天器环境工程》 2014年第5期526-530,共5页

为巡视器地面行走验证试验专门研制了月球低重力模拟设备。在验证试验中需要对巡视器的位姿进行测量,针对这一需求,文章提出了基于双相机的非接触测量方案,同时研制了相应的位姿测控系统,对其硬件和软件进行了优化设计。利用该位姿测控... 为巡视器地面行走验证试验专门研制了月球低重力模拟设备。在验证试验中需要对巡视器的位姿进行测量,针对这一需求,文章提出了基于双相机的非接触测量方案,同时研制了相应的位姿测控系统,对其硬件和软件进行了优化设计。利用该位姿测控系统开展了巡视器的位姿测量,有效解决了位姿测量和控制过程中的问题。经充分测试验证,系统满足巡视器地面行走验证试验的要求。 展开更多

关键词 月球低重力模拟 位姿测量 二维跟踪 优化设计

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重力场测量卫星研究概况 被引量：1

19

作者 徐文霞 刘品雄 +1 位作者 申振荣 刘经南 《航天器工程》 2005年第3期79-85,共7页

首先给出了地球重力场和重力测量卫星的内涵,然后概要介绍了地球重力场、月球重力场的作用和意义及国外地球重力场测量技术的发展现状和趋势,比较了目前国际上具有代表性的CHAMP、GRACE和GOCE等重力卫星测量系统。最后阐述我国重力场测... 首先给出了地球重力场和重力测量卫星的内涵,然后概要介绍了地球重力场、月球重力场的作用和意义及国外地球重力场测量技术的发展现状和趋势,比较了目前国际上具有代表性的CHAMP、GRACE和GOCE等重力卫星测量系统。最后阐述我国重力场测量的现状以及发展我国重力场测量卫星系统的必要性,并简要介绍了最新研究进展。 展开更多

关键词 重力场 重力场测量卫星 卫星跟踪卫星技术

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基于可变仰角阈值的低轨道量子卫星切换策略及性能分析 被引量：2

20

作者 聂敏 车俊丽 +1 位作者 杨光 裴昌幸 《现代电子技术》 北大核心 2018年第17期1-5,10,共6页

为了解决低轨道量子卫星之间的切换问题,根据量子卫星和地面站的连线与水平面之间夹角即仰角的变化,通过对该仰角的实际测量,提出基于可变仰角阈值的低轨道量子卫星切换策略。在达到最小仰角阈值时,地面服务中心发出切换指令,将对地服... 为了解决低轨道量子卫星之间的切换问题,根据量子卫星和地面站的连线与水平面之间夹角即仰角的变化,通过对该仰角的实际测量,提出基于可变仰角阈值的低轨道量子卫星切换策略。在达到最小仰角阈值时,地面服务中心发出切换指令,将对地服务卫星切换到下一颗量子卫星,使得星地量子通信保持连续。在此根据仰角大小的不同,分析仰角对卫星通信中量子态生存函数、信道误码率及信道容量的影响,建立它们之间的定量关系。仿真结果表明,当仰角θ=20°和θ=70°时,自由空间量子态生存函数、信道误码率及信道容量分别为0.56,0.033,0.5和0.92,0.012,0.97,由此可见,仰角大小对量子卫星通信性能有显著的影响。因此,为了保证卫星切换的成功率,根据对不同通信性能的要求,应自适应调整卫星的仰角阈值。 展开更多

关键词 低轨道量子卫星 仰角测量 卫星切换 量子通信 信道容量 生存函数

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