● 摘要
随着卫星星座组网技术的发展,以及国情的需要,研究卫星星座具有重要的意义。星座设计本质是一个非线性、多约束优化问题,至今没有一个统一的方法。本文就卫星星座的构型设计和部署优化进行了仿真研究。文中提供了两种星座仿真方案。第一个方案是星座单目标优化设计。此方案中星座构型设计包括星座重构和补星,都是采用智能算法进行优化,星座部署作为此方案另外一个单独的模块对特定星座进行部署策略的优化,其中包括部署次序、运载器优选和发射窗口的确定等。鉴于星座设计的多元、多目标性,本文提出了星座的设计的第二个方案:星座多目标优化设计。此方案利用多目标粒子群算法将星座部署优化和星座构型设计作为一个整体进行优化,文中以通信星座为模型,以星座生产成本和通信容量为多目标进行星座总体优化设计,并对设计结果做了充分讨论。上述两种设计方法都经过算例的仿真验证。最后在前面研究的基础上,本文开发了一个星座仿真软件平台。平台开发中,使用AGI公司的STK/X模块,从而获得强大的星座仿真功能和数据可视化功能。 软件不仅能够实现星座仿真方案的设计、修正、仿真,而且提供良好的用户交互界面,地图、三维动画演示,丰富的数据报表、曲线,以及是设计方案的数据库管理。
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