导航星座激光链路分配算法

测距通信两不误

在星间测距与通信性能之间取得平衡，同时确保链路切换期间的全网连通性。

王楠 · Sun, Leyuan · Qiancheng, Ding · Zhengkai, Lu · Yuankun, Fang · 黄文德

Wuhan Daxue Xuebao (Xinxi Kexue Ban)/Geomatics and Information Science of Wuhan University 2025

参数信息

测距位置精度因子

1.9–3.2

稳态通信时延

0.14–0.34 s

过渡态通信时延

0.14–0.43 s

技术优势

测距与通信同时优化

多目标优化模型同时考虑测距的几何分布和通信时延，得到的拓扑在两方面都较好。

过渡态也不断网

通过把过渡拓扑的边连通度约束引入稳态优化，链路切换切换时整个星座仍然是连通的，避免通信中断。

解的质量优于模拟退火

NSGA-II 产生的解集能够支配多目标模拟退火算法的最优解，说明求解质量更高。

应用场景

• 卫星导航：为导航星座提供低 PDOP 的测距链路，提升轨道确定和时频同步精度。
• 卫星通信：保证星间低时延通信，用于数据回传和星座内信息交互。
• 星座组网：在链路动态切换时保持全网连通，避免分区或孤岛。
• 星间测距：优化链路拓扑的几何构型，降低测距位置精度因子。
• 导航星座设计：在星座设计阶段生成兼顾测距与通信的链路方案。