基于改进遗传算法的导航卫星星间链路网络动态拓扑优化技术

作者：韩凯; 董日昌; 邵丰伟; 龚文斌; 常家超

来源：航空学报, 2021, 1-15.

• 导航卫星网络
• 星间链路
• 拓扑优化
• 链路分配
• 遗传算法

由于卫星平台限制，星载Ka波段星间链路天线的数量通常少于可见卫星的数量。针对星间链路数量受限的链路拓扑优化问题，基于有限状态自动机（FSA）思想建立了一种拓扑处理机制。综合卫星间可视性、链路数量等约束条件，提出了以星间测量最大位置精度因子（PDOP）最小化作为优化目标的链路拓扑优化模型。针对传统遗传算法的基因变异机制和染色体交叉机制无法满足优化模型约束条件的难题，提出了单点溯源变异（SPTV）机制和基于“杂交+自交”思想的时隙杂交（TSX）与位置自交（PSX）染色体交叉机制。仿真结果表明，采用TSX-PSX染色体交叉机制实现的星间最大PDOP值相比采用TSX机制减小了27.28%，并且避免了冲突问题的产生，改进遗传算法对链路拓扑优化的有效性得到验证。

• 单位
  中国科学院大学