基于虛擬現(xiàn)實的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)入個人通信時代，低軌道/中軌道(LEO/MEO)衛(wèi)星通信系統(tǒng)是實現(xiàn)全球個人移動通信的理想通信方式，LEO/MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計的許多問題尚處于探索之中。虛擬現(xiàn)實(VirtualReality)是二十世紀(jì)末的新技術(shù)，它綜合了信息科學(xué)多個分支最新的研究成果，對信息社會產(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)具有獨特的三維空間特性，在LEO/MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與仿真中采用虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為一個新的研究課

2、題。 本文結(jié)合國家863-708-4-5課題，對基于虛擬現(xiàn)實的LEO/MEO衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)三維動態(tài)仿真關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要創(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個二面體群群元素輪換分解表達(dá)的通用公式，實現(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稱性、局部色數(shù)及飽和色數(shù)三個新概念，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，在測試二元運算乘法表構(gòu)成群表的算法研究中，為測試構(gòu)成群表的第一性質(zhì)提出了3種算法，為測試構(gòu)成群表的第二性質(zhì)提出了7種算法，實現(xiàn)了乘法表構(gòu)

4、成群表的快速測試；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)計中，收到了良好的效果；第五，將虛擬現(xiàn)實技術(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)實引擎，創(chuàng)建了衛(wèi)星的LOD模型，實現(xiàn)了衛(wèi)星運動中的碰撞檢測模擬；第六，研制開發(fā)了衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)仿真軟件，該軟件很好地實現(xiàn)了來自NS2仿真器計算數(shù)據(jù)