卫星自由组网核心技术及其影响因素研究
发布时间：2023-06-07 09:59:53 所属栏目：动态 来源：
导读：卫星数量多且数量大,如果完全靠地面设备和人力来进行调控管理,将需要极大的管理和维护的精力。未来的技术愿景是让低轨巨型星座自主运行，让卫星在不依赖地面设施的情况下自主确定星座状态和维持星座构型，共同维护星
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卫星数量多且数量大,如果完全靠地面设备和人力来进行调控管理,将需要极大的管理和维护的精力。未来的技术愿景是让低轨巨型星座自主运行，让卫星在不依赖地面设施的情况下自主确定星座状态和维持星座构型，共同维护星座功能整体性以完成所负任务。而由于轨道阻力和卫星寿命，星座成员的灵活加入和退出是自主化的基础问题。 批量入网和退网需求 低轨巨型星座为了增强稳定运行能力，有的采取在轨备份的方式[1]，如Flock卫星星座有数十颗卫星在轨备份，以实现快速代替失效卫星。有的通过优化流程，将补网卫星整个研制周期控制在半年内，以达到快速补网的目的，如Spire卫星。有的通过分批次发射，有计划、逐批次进行组网，最终实现全面运营，如Starlink卫星。 一个由1000～1200颗卫星组成的低轨卫星星座，按照目前每年120～150颗的发射速度，也需要7～8年完成，而小卫星的普遍寿命是5～8年，也就是说星座刚完成组网，第一批发射的低轨卫星寿命就到期，需要新发射的卫星进行替换，此后各批次也将如此往复下去。而目前的巨型星座的设计目标大都在数千颗卫星的体量，除了每次发射期间要面临批量入网问题外，也即将面临卫星批量到地离轨问题。综上，卫星存在批量入网和退网的现实需要。 自由组网用到的关键技术 实现卫星在全球的星座通讯网络中的无限期地自由加入和退出过程中需要克服的一些关键技术。 首先，需要使用高精度的轨道预报技术，实现对卫星的精确跟踪和预测，以便在合适的时间和位置将新卫星投入到轨道中。高精度轨道预报技术是卫星星座实现自由组网的关键技术之一，通过精确的轨道预报，可以将新的卫星和已有卫星进行有效管理和组织。 其次，自适应网络拓扑技术：卫星的加入和退出会改变星座网络的拓扑结构，因此需要自适应网络拓扑技术来实现卫星的自由加入和退出。这包括动态调整卫星的位置和通信路径，以保证整个星座网络的覆盖范围和通信质量。具体来说，需要使用高效的网络拓扑方案，以确保卫星之间的连接和通信效率最大化。保证卫星星座整体网络的可控性和可靠性。 安全认证和加密技术：卫星的加入和退出需要进行安全认证和加密，以保证星座网络的安全性。这包括卫星身份验证、数据加密和安全通信等技术，以防止未经授权的卫星接入和数据泄露。另外，需要使用安全的云计算和数据处理技术，以确保卫星网络的安全性和稳定性。这包括对数据进行加密、验证和审计等多个方面的安全措施。卫星星座需要处理大量数据，对这些数据进行加密、验证和审计等多个方面的安全措施，可以保障数据的安全性和防范恶意攻击的风险。 高效动态资源管理技术：卫星的加入和退出会影响星座网络的资源分配和利用，因此需要动态资源管理技术来实现卫星的自由加入和退出。这包括动态分配带宽、功率、频率等资源，以满足卫星的通信需求。还包括实时的信号调度和管理，以及自适应的信号检测和传输方式等方面。通过高效动态资源管理，可以及时地调整和管理通讯网络和链路，保障卫星星座整体通讯效率和稳定性。 最后，需要建立完善的网络控制中心，实现对整个卫星星座的远程监控、调度和管理，以确保卫星网络的可控性和可维护性。 这些技术的综合应用，可以使得卫星星座具备更加高效稳定的自由组网能力，实现卫星网络的快速扩展、灵活调整和优化升级。同时，通过星座的建设，可以使得卫星数据传输速度大幅提升，从而提高系统的服务质量。 （编辑：聊城站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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