统一信息编码：HLJDXQ20221230003
采购阶段：预研
需求分类：研究技术类
专业领域：制导与控制技术,网络通信,卫星应用
预算金额：20万元
主要内容 研究目标：面向低轨卫星集群低成本高效管控需求，本项目提出一种基于通信导航一体化设计的卫星星座定轨导航及管控方法。开展基于卫星星间通信模块的卫星相对位姿参数确定及相对运动导航研究，构建基于通信导航一体化的低成本集群卫星导航方法。进一步，建立基于通信导航一体化设计的卫星自组织网络模型，对网络拓扑、网络路由参数和星间导航精度进行数字化耦合表征。构建立动态拓扑的多目标优化模型，开展低轨星群网络拓扑和卫星导航精度耦合性分析，以实现通信导航共模块化的最优网络拓扑和最佳导航精度，构建低轨卫星集群高效低成本一体化定位导航及控制方法，为低轨卫星星座管控技术提供理论方法及技术支撑。
研究内容：本项目首先提出了基于星间链路导航通信一体化设计方法的集群卫星低成本管控构架。开展基于卫星集群通信导航共模块化的空间自组织网络建模方法研究，分析导航参数和路由参数对卫星集群网络关键性能指标的影响，并在此基础之上，以网络时延和链路空间位置精度因子作为通信性能和高精度测量的量化指标。进一步，针对星群构型和规模动态变化需求，开展基于动态网络拓扑设计的星群弹性网络模型构建研究，以及多目标优化算法，保证卫星集群可以满足任务需求。
具体研究内容包括： 
（1）基于星间链路的星群通信导航一体化设计方法； 
（2）基于卫星集群通信导航一体化的空间自组织网络建模方法研究； 
（3）基于通导一体化星群自组织网络的分布式导航系统研究；
 （4）星群弹性网络星间链路动态拓扑优化； 
（5）考虑网络拓扑及通信约束的卫星集群协同控制。
 技术指标：
 （1）任务分析考虑相关约束条件（轨道、光照、节点连通关系等），可满足建模需要；卫星集群自组织网络建模方法基础理论正确，推导过程详尽，满足任务需求； 
（2）构建通导一体化通信信号测量模型，提出一套基于通信模块阵列信号探测的微纳卫星编队相对测量系统和抗多径干扰的相对导航方法，导航精度达到厘米（cm）级； 
（3）构建集中管控自组织网络模型，提出分布式导航方法，拓扑网络规模达到300颗卫星、时间延迟达到毫秒（ms）级别、导航精度达到cm级别； 
（4）提出基于通信链路的星间链路拓扑动态优化算法，选取典型空间信息网络作为案例计算，满足低代价要求，并可根据实际任务需要进行扩展； 
（5）提出通信约束下航天器编队分布式协同控制方法，以及星群编队构型重构控制方法；基于MATLAB/SIMULINK航天器编队仿真平台搭建；编队构型不少于3种。 
成果形式： 
（1）《基于低轨星座通信导航一体化设计的集群卫星低成本管控研究》研究报告，其中包括卫星集群网络模型，基于通信链路的星间链路拓扑动态优化算法。； 
（2）相关算法软件软著3项； 
（3）论文3篇，和专利3项。
 研制周期：2年。 
（线下报名：代老师，15619393873） 资格条件 无