[发明专利]基于序贯和概率邻接矩阵乘法的簇飞行航天器网络算法

摘要

本发明公开的是一种基于序贯和概率邻接矩阵乘法的簇飞行航天器网络算法，该方法包括定义簇飞行航天器网络序贯路径、定义节点移动模型、簇飞行航天器网络节点邻接概率矩阵乘法等计算步骤；本发明通过定义序贯路径概念，提出体现基于时间多跳节点路径的邻接概率乘法，以便于优化分离航天器网络轨道设计，保证分离航天器网络性能和空间探测能力，更好的满足使用需求。

主权项

1.基于序贯和概率邻接矩阵乘法的簇飞行航天器网络算法，其特征在于：包括以下步骤，(一)、定义簇飞行航天器网络序贯路径a.定义簇飞行航天器网络的动态拓扑演进图：把簇飞行航天器的轨道超周期划分为T₀,T₁,T₂,K,T_T共T+1个时刻，共T个时隙，每一个时隙δ_k＝[T_k‑1,T_k)生成的边集为E_k，则簇飞行航天器网络轨道超周期内拓扑演进图为：b.定义簇飞行航天器网络序贯路径：如记起始节点序对，即时隙δ₁节点序对为(v_i(1),v_i(1))，时隙δ_k和时隙δ_k+1序对分别为(v_m(k),v_n(k))和(v_m(k+1),v_n(k+1))(i≠m≠n)，则定义簇飞行航天器网络序贯路径为：<(v_i(1),v_i(1))，(v_i(2)，v_l(2))L,(v_m(k),v_n(k)),(v_n(k+1),v_j(k+1)),L>；(二)、定义节点移动模型采用双星伴飞模式，分离航天器网络节点在半径为(M‑m)/4的球体内均匀分布，距离有界的分离航天器网络节点移动模型M(t)的定义为：在ECI坐标系下，对于分离航天器网络，给定n个节点初始时刻T₀的位置矢量集为R(0)＝{r₁(0)，r₂(0)，L，r_n(0)}，则时刻k＝T₁，T₂，L，T_T节点位置R(k)＝{r₁(k)，r₂(k),L,r_n(k)}均匀分布在球B(r_i(0),a)内，其中r_i(0)是球心，a＝M‑m/4是球的半径，并且所有节点的位置相互独立，当前位置与所有以前位置相互独立；节点间距离分布的概率密度函数表示为：(三)、簇飞行航天器网络节点概率邻接矩阵乘法a.定义簇飞行航天器网络概率邻接矩阵：给定簇飞行航天器网络，在其轨道超周期的每一个时隙内，其概率邻接矩阵为L×L的矩阵，其中每一个元素(i,j)为节点s_i与节点s_j间的连接概率p_ij，且p_ij＝p_ji，对角元素为1；记d＝||x_i‑x_j||，节点s_i与节点s_j间的连接概率为d：p_ij＝Pr{d＝d_ij|d＜d_Γ}；b.定义矩阵乘法：规定矩阵Q_k和矩阵Q_k+1的乘积是一个新的矩阵H，其中式中q_il(k)和qlj(k+1)分别表示矩阵Q_k和Q_k+1的元素；簇飞行航天器网络任意两节点两跳连接概率为连续两个时隙矩阵的乘积，在连续时隙内经过L跳的概率连接矩阵记为H^L＝Q_kQ_k+1ΛQ_k+L‑1。