GNSS-平动点系统中的导航与通信联合接触规划

在地月平动点部署卫星解决了低轨GNSS星座固有的深空覆盖盲区问题。将平动点卫星与GNSS集成为联合星座，能够构建更稳健、更全面的定位、导航与授时（PNT）系统，同时将导航和通信服务扩展至在月地空间运行的航天器（即用户）。然而，平动点卫星、用户与GNSS卫星之间漫长的传播延迟，导致链路持续时间与GNSS星座内部的链路持续时间存在显著差异。调度星间链路（ISLs）是接触计划设计（CPD）的核心任务。现有的CPD方法仅关注GNSS星座，假设链路持续时间均匀，因此无法适应联合GNSS-平动点系统中存在的异构链路时间尺度。为克服这一局限性，我们引入了一种联合CPD（J-CPD）方案，专为处理集成星座中具有不同持续时间单位的ISLs而设计。J-CPD的主要贡献包括：引入长时隙（地月尺度链路）和短时隙（GNSS尺度链路）；用于调度长时隙和短时隙ISLs的分层交叉CPD过程；适应该CPD过程的能量驱动链路调度算法。在联合北斗-平动点星座上的仿真表明，J-CPD在延迟和测距覆盖方面均优于基线FCP方法，同时保持了高用户满意度，并可通过调节势能参数实现可调的权衡。据我们所知，这是首个在GNSS-平动点系统中联合优化导航与通信的CPD框架，代表了迈向统一且具韧性的深空PNT架构的关键一步。