空天网格化星间通视及路由路径规划算法

作者：李爽,李德仁,程承旗,陈波,沈欣,童晓冲

摘要：通信、导航、遥感一体的天基信息服务系统的建设将对跨境实时通信、动目标全球跟踪、灾害快速响应等提供有力保障,同时也对高效的网络通信,特别是卫星路由规划算法提出了新的要求。为优化通信链路,进一步降低时延,充分利用网格空间关系直视、编码计算效率高的优势,提出了卫星星座空间互联网格化计算方法。基于GeoSOT-3D(geographic coordinate subdivision grid with one dimension integer coding on 2nTree-3D)模型,构建了空天网格索引大表,并提出了一套通过查询网格通视情况来进行卫星通视分析以及星间路由规划的算法。通过仿真90/15/2的Walker星座,构建空天网格索引大表,进行星间通视分析、星间效率规划的实验验证与效率对比,结果发现,网格通视分析效率较传统算法提升2.2倍;基于预先建立通视大表的通视分析效率较传统算法提升20.9倍;网格化星间路由规划效率在最短距离约束下提升近25倍;在最小跳数约束下则提升约20倍。因此,该算法具有可行性与高效性,能显著提升星间通视及空间链路规划的计算效率。此外,该算法能够用于紧急通信、灾害预警、海上救援等方面,为卫星互联网建设作出贡献。

发文机构：复旦大学历史地理研究中心 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室 北京大学工学院 信息工程大学地理空间信息学院

关键词：空天信息网格空天全域网格索引大表星间通视分析卫星路由路径规划aerospace information gridaerospace grid index big tablesatellite visibility analysissatellite route path planning

分类号： P208[天文地球—地图制图学与地理信息工程]