Laser inter-satellite link visibility and topology optimization for mega constellations
Autores: Zhu, Qinyu; Tao, Haicheng; Cao, Yanhua; Li, Xinhong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Laser inter-satellite link visibility and topology optimization for mega constellations
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Starlink
Constelación
Lisls
Alineación orbital
Factores de fase
Distancias interestelares
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, comenzamos describiendo el plan de configuración de la constelación Starlink, tratando cada satélite como un nodo de red, nombrando y numerando los diferentes nodos, y luego clasificando los enlaces láser interestelares (LISLs) según su alineación orbital y si son permanentemente visibles. Luego, se analiza el método para calcular las respectivas distancias interestelares teóricas requeridas para establecer LISLs bajo dos escenarios orbitales distintos, co-orbitales y hetero-orbitales, y se proponen los factores de fase óptimos resolviendo un algoritmo de optimización para la distancia más corta. Las constelaciones OneWeb y Starlink, así como los estados de constelación de varios factores de fase, son simulados, respectivamente. La constelación Starlink con F = 11 obtiene la mejor cobertura entre las latitudes 60 grados norte y sur basada en el análisis de la Cobertura de Activos N de la constelación. Posteriormente, se modeló la primera fase de despliegue de la constelación Starlink para analizar y contar el número de LISLs permanentes en órbita, adyacentes y cercanos. Luego, las características de azimut, elevación y rango (AER) fueron analizadas para determinar su ley de variación y compilar el número de LISLs permanentes y temporales que podrían establecerse en varios rangos de inter-distancia. Finalmente, basándonos en los resultados de la simulación, se evalúa la estrategia óptima de conexión de LISLs para la constelación Starlink y se construye una topología estática para la constelación.
Descripción
En este documento, comenzamos describiendo el plan de configuración de la constelación Starlink, tratando cada satélite como un nodo de red, nombrando y numerando los diferentes nodos, y luego clasificando los enlaces láser interestelares (LISLs) según su alineación orbital y si son permanentemente visibles. Luego, se analiza el método para calcular las respectivas distancias interestelares teóricas requeridas para establecer LISLs bajo dos escenarios orbitales distintos, co-orbitales y hetero-orbitales, y se proponen los factores de fase óptimos resolviendo un algoritmo de optimización para la distancia más corta. Las constelaciones OneWeb y Starlink, así como los estados de constelación de varios factores de fase, son simulados, respectivamente. La constelación Starlink con F = 11 obtiene la mejor cobertura entre las latitudes 60 grados norte y sur basada en el análisis de la Cobertura de Activos N de la constelación. Posteriormente, se modeló la primera fase de despliegue de la constelación Starlink para analizar y contar el número de LISLs permanentes en órbita, adyacentes y cercanos. Luego, las características de azimut, elevación y rango (AER) fueron analizadas para determinar su ley de variación y compilar el número de LISLs permanentes y temporales que podrían establecerse en varios rangos de inter-distancia. Finalmente, basándonos en los resultados de la simulación, se evalúa la estrategia óptima de conexión de LISLs para la constelación Starlink y se construye una topología estática para la constelación.