[发明专利]一种基于有向图优化技术的卫星电缆最短路径规划方法

说明书

一种基于有向图优化技术的卫星电缆最短路径规划方法。该方法使用卫星布局中每个电缆绑扎节点的空间位置、任意两个电缆绑扎节点的连通关系作为输入，形成电缆路径初始有向图，利用有向图最短路径算法，计算出电缆最短路径距离矩阵及任意两个电缆绑扎节点间的最短路径节点序列。此方法完成了卫星电缆最短路径设计及最短路径下电缆长度计算，可以满足卫星电缆设计中电缆走向路径规划优化需求，本发明方法中的最短路径求解方法，得出的电缆路径从理论上确保为最优解，相对以往采用1：1卫星平台木制模型、人工按照电缆设计路径二维图纸进行实际电缆长度取样，减少了设计时间、保证了设计质量。

技术领域

本发明涉及一种基于有向图优化技术的卫星电缆最短路径规划方法，即一种基于有向图优化技术的卫星电缆最短路径确定方法，可以在所有卫星电缆规划设计过程中推广应用。

背景技术

卫星电缆网作为电气系统不可缺少的重要组成部分，用于实现整星电子设备间、卫星与地面测试设备、卫星与运载火箭等的电性连接，担负着供配电和各类电信号传输任务，是卫星的“中枢神经和血液循环系统”。同时，电缆网研制又是一项特殊工作，它跨越了信息、电子和机械等多个领域，在设计中还要综合考虑生产、装配等多方面约束。

近年来，随着卫星设计及制造技术的高速发展，星上设备数量剧增，设备布局日益紧凑，导致电缆网走向空间狭小；而供电需求及信号需求激增，却使电缆网复杂程度却不断提升。这无疑使得电缆网研制的难度越来越大。卫星传统的基于二维图纸设计电缆路径、木模取样确定电缆长度的电缆网设计模式，已经深深阻碍了电缆网研制水平的提高。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供了一种基于有向图优化技术的卫星电缆最短路径规划方法,该方法使用卫星布局中每个电缆绑扎节点的空间位置、任意两个电缆绑扎节点的连通关系作为输入，形成电缆路径初始有向图，利用有向图最短路径算法，计算出电缆最短路径距离矩阵及任意两个电缆绑扎节点间的最短路径节点序列。此方法完成了卫星电缆最短路径设计及最短路径下电缆长度计算，可以满足卫星电缆设计中电缆走向路径规划优化需求。

本发明解决的技术方案为：一种基于有向图优化技术的卫星电缆最短路径规划方法，步骤如下：

(1)设定卫星布局中每个电缆绑扎节点的空间位置P_i(X_i，Y_i，Z_i)，i表示节点序号，卫星坐标系定义为坐标系原点为星箭分离面中心，X轴指向卫星飞行方向，Z轴指向地心方向，Y轴符合右手定则，X_i、Y_i、Z_i分别表示卫星坐标系下的电缆绑扎节点在X、Y、Z轴上的坐标，单位为mm，i＝1…n，n为正整数

(2)设定卫星布局中任意两个电缆绑扎节点的连通关系P_ij，i，j表示节点序号，设定P_ij＝1表示第i号节点与第j号节点间是连通的，说明电缆走向通过此路径；设定P_ij＝0表示第i号节点与第j号节点间是不连通的，说明电缆走向无法通过此路径；j＝1…n，n为正整数