自由空间光卫星网络中指向、获取与跟踪延迟的数值模型

自由空间光星间链路(Optical Inter-satellite Links, OISLs) enables high-capacity space communications but require precise Pointing, Acquisition, and Tracking (PAT) between links。当前调度方法常忽视或简化 PAT 延迟，导致接触计划不够高效且对网络容量估计过高。我们提出了一个经过验证的模型，用于量化数据传输开始前引发延迟的 PAT 部分，涵盖粗指向、细指向以及进入跟踪的交接。该模型基于 NASA TBIRD、LLCD、DSOC 以及 ESA 的月球光学通信终端的任务数据。我们发现，PAT 延迟根据初始链路几何构成呈多模分布，并随初始指向不确定性和光学光束宽度非线性增长。将这些延迟模型集成到路由和调度算法中将实现更准确的接触计划和更高的光网络利用率。该提出的模型为评估未来大规模光卫星网络的性能和设计算法提供了基础。