低軌遙感衛(wèi)星在農(nóng)業(yè)觀測、城市管理、防災減災等領(lǐng)域發(fā)揮著巨大作用。近年來,伴隨著網(wǎng)絡技術(shù)以及星載處理器、星載路由器等衛(wèi)星載荷的進步,搭建低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡受到各個國家和商業(yè)公司的高度關(guān)注。作為空間信息網(wǎng)絡（Space Information Network,SIN）的基本組件,低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡通過遙感數(shù)據(jù)的在軌獲取、處理與分發(fā),提供網(wǎng)絡化的遙感數(shù)據(jù)服務,擁有著巨大的商業(yè)前景以及極高的國家戰(zhàn)略地位。然而,低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡的節(jié)點高動態(tài)、鏈路間歇性、終端與衛(wèi)星切換頻繁等特點使得衛(wèi)星組網(wǎng)面臨多種挑戰(zhàn)。本文針對低軌遙感衛(wèi)星組網(wǎng)的上述挑戰(zhàn),提出融合了動態(tài)路由、彈性傳輸、內(nèi)置移動性以及主動安全的彈性增強的低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡架構(gòu),從路由、傳輸、移動性管理以及網(wǎng)絡安全四個方面提出四項組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)以應對組網(wǎng)過程中面臨的多種挑戰(zhàn),通過關(guān)鍵技術(shù)的協(xié)同實現(xiàn)低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡的高效、彈性、可靠、安全傳輸。本文的主要研究內(nèi)容包括:（1）彈性增強的低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡架構(gòu)研究。將動態(tài)路由、彈性傳輸、內(nèi)置移動性和主動安全等關(guān)鍵技術(shù)融合進低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡中,從路由、傳輸、移動性支持、安全等方面全方位地增強低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡的彈性,使得... 

【文章來源】：中國科學技術(shù)大學安徽省 211工程院校 985工程院校

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?２０１８年衛(wèi)星發(fā)射情況??

?第２章衛(wèi)星網(wǎng)絡組網(wǎng)技術(shù)基礎???Ｔ?ｊ?／?Ｉ?ｔ〇近地點時刻??赤道面?《近地點角距??春分?＾ｉ?軌道傾角??ｘ?ｎ升＾赤經(jīng)升乂點??７％／??１?／?ｙ／?ｅ軌道偏心率??圖２．１衛(wèi)星軌道參數(shù)示意圖??象衛(wèi)星等。用衛(wèi)星作為平臺的遙感技術(shù)稱為衛(wèi)星遙感。通常，遙感衛(wèi)星可在軌道??上運行數(shù)年。遙感衛(wèi)星能在規(guī)定的時間內(nèi)覆蓋整個地球或指定的任何區(qū)域，當沿??地球同步軌道運行時，它能連續(xù)地對地球表面某指定地域進行遙感，而低軌遙感??衛(wèi)星需要間隔一定時間后才能對同一區(qū)域進行再次觀測，這一時間被稱為重訪??時間。傳統(tǒng)的遙感衛(wèi)星的數(shù)據(jù)下行都需要由遙感衛(wèi)星地面站接收，衛(wèi)星獲得的圖??像數(shù)據(jù)通過無線電波高速傳輸技術(shù)傳輸?shù)降孛嬲�，地面站發(fā)出遙控指令以控制??衛(wèi)星運行和工作［６１］。??實現(xiàn)低軌遙感衛(wèi)星網(wǎng)絡的網(wǎng)絡化服務需要搭載相應衛(wèi)星載荷。其中，觀測任??務依賴于遙感載荷，遙感載荷決定了遙感衛(wèi)星的應用場景，同時遙感載荷也是遙??感衛(wèi)星最主要的能耗來源。部分大型遙感衛(wèi)星會搭載多個遙感載荷從而實現(xiàn)多??種觀測用途，如“高分五號”衛(wèi)星搭載了紅外甚高光譜的分辨率探測器，高光譜??的相機，對溫室氣體的探測器，氣溶膠偏振探測器以及針對污染氣體探測的光譜??儀多個遙感載荷來實現(xiàn)衛(wèi)星在氣象環(huán)境檢測、光譜成像等場景的多重應用［６２］。??星載處理器支撐遙感衛(wèi)星的遙感數(shù)據(jù)的在軌處理。由于遙感衛(wèi)星觀測的原??始數(shù)據(jù)通常十分龐大，因此傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)下行只能利用數(shù)傳技術(shù)進行星地傳輸。然??而隨著星載處理器硬件技術(shù)的不斷更新與發(fā)展，星載處理器的性能日益強大，越??來越多的高性能低功耗星載處理器已經(jīng)面世［６３－６５］，遙感數(shù)據(jù)已經(jīng)可以在星載??處

?第２章衛(wèi)星網(wǎng)絡組網(wǎng)技術(shù)基礎???可編程貨幣?可編程金融?可編程社會???應用層???腳本代碼?算法機制?智能合約???合約層???發(fā)行機制?分配機制?……??激勵層??ＰｏＷ?ＰｏＳ?????共識層???Ｐ２Ｐ網(wǎng)絡?傳播機制?驗證機制???網(wǎng)絡層???數(shù)據(jù)區(qū)塊?鏈式結(jié)構(gòu)?時間戥??哈希函數(shù)?Ｍｅｒｋｌｅ樹?非對稱加密???數(shù)據(jù)層???圖２．２區(qū)塊漣系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)??確定性以及抗碰撞的優(yōu)點，表２．４詳細說明了這些優(yōu)點，ＳＨＡ２５６算法是本研究中??用于構(gòu)造區(qū)塊鏈所用的哈希算法。本研究采用雙ＳＨＡ２５６哈希函數(shù)，即將任意長??度的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過兩次ＳＨＡ２５６哈希運算后轉(zhuǎn)換為長度為２５６位的二進制數(shù)字??來統(tǒng)一存儲和識別，無論是區(qū)塊的頭部信息還是交易數(shù)據(jù)，都使用該算法計算相??關(guān)數(shù)據(jù)的哈希值，從而保證數(shù)據(jù)安全性與可靠性。??表２．４哈希函數(shù)的優(yōu)點??單向性無法通過哈希值推出原始數(shù)據(jù)??隨機性原始數(shù)據(jù)的微小差異會導致哈希值完全不同??確定性不同的哈希輸出一定有不同的哈希輸入??抗碰撞不同輸入值產(chǎn)生相同哈希值的概率極低??圖２．３展示了基本的區(qū)塊結(jié)構(gòu)，每一數(shù)據(jù)區(qū)塊包含區(qū)塊頭與區(qū)塊體兩個部分，??區(qū)塊頭封裝了父區(qū)塊的哈希值、當前版本號、時間戳、Ｍｅｒｋｌｅ根等信息，區(qū)塊體??２１??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]支持多核處理器的星載分區(qū)操作系統(tǒng)設計[J]. 詹盼盼,齊征,張翠濤,何熊文,郭堅.  航天器工程. 2020(01)
[2]Ka頻段低軌遙感衛(wèi)星數(shù)傳接收鏈路設計[J]. 楊建國,王芹英,王海波.  遙測遙控. 2019(06)
[3]基于低軌移動星座的高速星載路由器設計[J]. 呂原草,王鳳春,徐楠,韓笑冬,馮彥君,邢川.  中國空間科學技術(shù). 2019(06)
[4]2019年《衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)狀況報告》發(fā)布[J]. 云成.  衛(wèi)星應用. 2019(06)
[5]國內(nèi)低軌遙感星座密集組網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展態(tài)勢[J]. 林仁紅,高軍,方超,張偉.  中國航天. 2019(05)
[6]基于FPGA的立方星可重構(gòu)星載處理系統(tǒng)研究[J]. 李興偉,白博,周軍.  計算機測量與控制. 2018(08)
[7]天基資源信息服務體系構(gòu)建[J]. 張滿超,王犇.  指揮信息系統(tǒng)與技術(shù). 2017(05)
[8]“高分五號”衛(wèi)星光學遙感載荷的技術(shù)創(chuàng)新[J]. 范斌,陳旭,李碧岑,趙艷華.  紅外與激光工程. 2017(01)
[9]衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)星間鏈路空間參數(shù)分析[J]. 李贊,張乃通.  通信學報. 2000(06)

碩士論文
[1]基于多核處理器的星載SAR快速成像研究[D]. 賈增增.北京理工大學 2016
[2]多用途ARM計算機的航天應用研究[D]. 高澤軍.中國科學院國家空間科學中心 2016



本文編號：3142806