空天網格化星間通視及路由路徑規劃算法

作者：李爽,李德仁,程承旗,陳波,沈欣,童曉沖

摘要：通信、導航、遙感一體的天基信息服務系統的建設將對跨境實時通信、動目標全球跟蹤、災害快速響應等提供有力保障,同時也對高效的網絡通信,特別是衛星路由規劃算法提出了新的要求。為優化通信鏈路,進一步降低時延,充分利用網格空間關系直視、編碼計算效率高的優勢,提出了衛星星座空間互聯網格化計算方法。基于GeoSOT-3D(geographic coordinate subdivision grid with one dimension integer coding on 2nTree-3D)模型,構建了空天網格索引大表,并提出了一套通過查詢網格通視情況來進行衛星通視分析以及星間路由規劃的算法。通過仿真90/15/2的Walker星座,構建空天網格索引大表,進行星間通視分析、星間效率規劃的實驗驗證與效率對比,結果發現,網格通視分析效率較傳統算法提升2.2倍;基于預先建立通視大表的通視分析效率較傳統算法提升20.9倍;網格化星間路由規劃效率在最短距離約束下提升近25倍;在最小跳數約束下則提升約20倍。因此,該算法具有可行性與高效性,能顯著提升星間通視及空間鏈路規劃的計算效率。此外,該算法能夠用于緊急通信、災害預警、海上救援等方面,為衛星互聯網建設作出貢獻。

發文機構：復旦大學歷史地理研究中心 武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室 北京大學工學院 信息工程大學地理空間信息學院

關鍵詞：空天信息網格空天全域網格索引大表星間通視分析衛星路由路徑規劃aerospace information gridaerospace grid index big tablesatellite visibility analysissatellite route path planning

分類號： P208[天文地球—地圖制圖學與地理信息工程]