基于大规模编队飞行微小卫星群的空间传感器网络组网机理研究

针对由大规模编队飞行的微小卫星构成的空间传感器网络的特点，对网络拓扑结构特性和变化做深入的研究。利用分层级集群提出一种分布式的算法来设计稳定可靠的拓扑结构，并能充分利用现有成熟的拓扑控制策略。在分析激光链路和射频链路特点的基础上，研究它们针对不同的拓扑结构、尤其是大规模网络拓扑结构时应该采取的技术改进以满足星际通信的要求。同时研究随着网络规模和拓扑结构变化，星间链路连接特性的变化问题，如距离、连接时间、误码率等。利用自主开发的仿真平台，在对IEEE802.11和W1394这两种无线网络MAC协议做全面的比对分析的基础上根据空间传感器网络链路特点，对协议进行修改以满足星间链路特殊要求。最后提出符合大规模空间传感器网络要求的MAC协议。同时研究并提出适用于空间传感器网络中的传输协议和网络协议。本研究为我国将来能应用基于大规模编队飞行微小卫星的空间传感器网络进行有效的空间探测任务提供理论基础。

在本项目工作中，针对由大规模编队飞行的微小卫星构成的空间传感器网络的特点，利用包括空间拓扑、分簇路由、媒介访问控制、可重构技术在内的相关领域的研究成果，研究了设计稳定可靠拓扑结构的方法，研究大规模网络拓扑结构中星间通信和组网的实现技术,研究了空间传感器网络节点体系结构，开发了空间网络仿真系统，取得了一批较好的成果，为后续深化和拓展相关领域的研究工作奠定了良好基础。. 首先基于拓扑学理论提出了稳定性高的空间传感器网络拓扑结构设计方法和具有星间链路的区域覆盖低轨卫星编队设计方法，然后基于802.11和802.16标准设计了满足空间传感器网络要求的MAC协议，在研究无线传感器网络路由协议新算法的基础上提出了大规模无线节点组网网格分簇路由协议，基于可重构和数据融合技术设计了空间传感器网络节点体系结构。. 项目研究按计划进行，至今已取得成果包括：已参编出版著作1部,副主编教材1部；发表的相关论文36篇，其中SCI源国际期刊或已检索2篇，EI源或已检索18篇，ISTP源或已检索3篇；申请发明专利3项；获得软件著作权9项等。