基于虛擬現(xiàn)實(shí)的LEO-MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)三維仿真關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、21世紀(jì)已進(jìn)入個(gè)人通信時(shí)代，低軌道/中軌道(LEO/MEO)衛(wèi)星通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)全球個(gè)人移動(dòng)通信的理想通信方式，LEO/MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的許多問題尚處于探索之中。虛擬現(xiàn)實(shí)(VirtualReality)是二十世紀(jì)末的新技術(shù)，它綜合了信息科學(xué)多個(gè)分支最新的研究成果，對(duì)信息社會(huì)產(chǎn)生了重要影響，已成功地應(yīng)用于許多尖端領(lǐng)域。由于LEO/MEO星座網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)特的三維空間特性，在LEO/MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與仿真中采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已成為一個(gè)新的研究課

2、題。 本文結(jié)合國家863-708-4-5課題，對(duì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的LEO/MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)三維動(dòng)態(tài)仿真關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要?jiǎng)?chuàng)新性研究成果為：第一，在軌道內(nèi)衛(wèi)星狀態(tài)分析中，提出了基于二面體群的衛(wèi)星狀態(tài)分析思想，導(dǎo)出了6個(gè)二面體群群元素輪換分解表達(dá)的通用公式，實(shí)現(xiàn)了Dn群群元素的快速生成。利用Pólya定理求出了軌道內(nèi)衛(wèi)星狀態(tài)組合方案數(shù)，并具體構(gòu)造了低階Dn(n=3，4，5，6)群對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星狀態(tài)組合方案模型，使網(wǎng)絡(luò)仿真中衛(wèi)星初始狀

3、態(tài)的設(shè)置更為系統(tǒng)全面；第二，在衛(wèi)星狀態(tài)整體分析中，以柏拉圖立體(PlatonicSolids)為基礎(chǔ)，提出了旋轉(zhuǎn)群群元素新的分類方法，提出了群元素抽象對(duì)稱性、局部色數(shù)及飽和色數(shù)三個(gè)新概念，提出了衛(wèi)星狀態(tài)組合方案三維模型三步構(gòu)造方法，很好地解決了與對(duì)稱性直接相關(guān)的衛(wèi)星狀態(tài)組合方案三維模型的構(gòu)造問題；第三，在測(cè)試二元運(yùn)算乘法表構(gòu)成群表的算法研究中，為測(cè)試構(gòu)成群表的第一性質(zhì)提出了3種算法，為測(cè)試構(gòu)成群表的第二性質(zhì)提出了7種算法，實(shí)現(xiàn)了乘法表構(gòu)

4、成群表的快速測(cè)試；第四，在衛(wèi)星星際鏈路圖表示方法研究中，提出了星際鏈路圖抽象表示原則，提出了基于衛(wèi)星軌道特征的星際鏈路圖表示方法，此方法已應(yīng)用于路由算法仿真及衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)交互設(shè)計(jì)中，收到了良好的效果；第五，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)三維仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，提出了仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架，研制了專用的虛擬現(xiàn)實(shí)引擎，創(chuàng)建了衛(wèi)星的LOD模型，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)中的碰撞檢測(cè)模擬；第六，研制開發(fā)了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，該軟件很好地實(shí)現(xiàn)了來自NS2仿真器計(jì)算數(shù)據(jù)