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非地面网络的高级星座仿真和合成数据集生成
摘要 — 巨型卫星星座现已成为现实，包含数千个节点。然而，在非地面网络 (NTN) 中有效协调多跳路径和分布式处理任务仍然是一个巨大的挑战。将 NTN 系统集成到 5G 蜂窝网络中需要创新地调整软件定义网络 (SDN) 和多接入边缘计算 (MEC)，以适应 NTN 的动态环境。在此背景下，我们提出了 MeteorNet，一种专为卫星星座设计的最先进的仿真工具。MeteorNet 通过在不同网络层上实施空间轨道、地球自转计算和 Linux 网络接口，准确地复制 NTN 的行为。结合基于 sFlow 的连续测量系统，MeteorNet 在集中式数据库中编译关键开关变量，从而为创建逼真的合成数据集提供了一种独特的方法。由于操作系统稀缺，且由于专有限制而无法从少数现有系统获取准确数据，因此合成数据集的相关性在 NTN 中至关重要。这些数据集对于制定和训练智能控制算法和机器学习 (ML) 模型以促进 NTN 中的 SDN 和 MEC 进步至关重要。为了说明这种方法的有效性，我们探索了一个具有环形拓扑的现实网络案例研究，展示了数据模型如何描述 NTN 的复杂路由和边缘计算协议。索引术语 — 卫星星座、软件定义网络、多接入边缘计算、合成数据集、机器学习。
Polaris：具有磁性星座的移动机器人的准确，无远见的信托
信托标记在移动机器人中是必不可少的，包括其姿势校准，上下文感知和导航。然而，现有的基准标记仅依赖于基于视觉的感知，而这种看法遭受了遮挡，能量开销和隐私泄漏等限制。我们提出了北极星，这是第一个基于新颖的，全堆栈的磁性传感的无视力标记系统。北极星即使在NLOS方案中也可以实现可靠，准确的姿势估计和上下文感知。其核心设计包括：（1）一种新型的数字调制方案，磁取向迁移键合（MOSK），可以编码关键信息，例如航路点和使用Passive Magnets的坐标； （2）一个强大而轻巧的磁传感框架，用于解码和定位磁性标签。我们的设计还为北极星提供了三个关键特征：足够的编码容量，可靠的检测准确性和低能消耗。我们已经建立了一个北极星的端到端系统，并在现实世界中进行了广泛的测试。测试结果表明北极星以达到高达0.58 mm和1°的姿势估计，功率消耗仅为25.08 mW。
Calpine的星座收购：在正确的时间创建合适的公司
本演讲包含1995年《私人证券诉讼改革法案》的含义中的某些前瞻性陈述，这些陈述受风险和不确定性的影响。诸如“可以”，“可能”，“期望”，“预期”，“意志”，“目标”，“目标”，“目标”，“项目”，“打算”，“计划”，“信仰”，“寻求”，“估计”，“预测”，“预测”，“预测”，“预测”，“预测”，以及对我们当前对未来的事件进行尊重的表达方式的类似表达方式 - 尊重未来的事件和经济绩效，经济和财务的类似表达方式。这些前瞻性陈述包括但不限于有关星座能源公司（Constellation Energy Corporation）提出的交易的陈述（与我们的子公司共同与“恒星”，“我们”，“我们的”或“我们的”或“我们的””和Calpine Corporation（统称与补贴，“ Calpine”），拟议的交易筹集的筹备和蒂姆的投资，是蒂姆（Calpine）的预期结束，是蒂姆（Calpine and Clos）的概述，是蒂姆（Finfient）的概述。及其运营，策略和计划，对投资级信贷概况的增强，协同效应，机会以及预期的未来绩效和资本结构，以及预期收益每股收益和自由现金流。针对拟议的交易调整的信息不应被视为未来结果的预测。尽管我们认为这些前瞻性陈述是合理的，但是关于未来结果的陈述不能保证未来的绩效，并且受到难以预测的许多假设，不确定性和风险。前瞻性陈述是基于当前的期望，估计和假设，涉及许多风险和不确定性，这些风险和不确定性可能导致实际结果与预计的结果有实质性差异。
基于小型卫星星座的火星自主导航系统的设计和性能
破译火星极地冰盖的起源和演化，有助于我们更好地了解火星的气候系统，并将成为类地行星比较气候学的一大进步。随着科学界对火星高纬度地区探索的兴趣日益浓厚，以及需要尽量减少着陆器和探测车上的资源，这促使人们需要从轨道上获得足够的导航支持。在 ARES4SC 研究的背景下，我们提出了一个基于星座的新概念，该星座可以支持致力于对这些地区进行科学研究的不同类型用户的自主导航。我们研究了两个星座，它们的主要区别在于半长轴和轨道倾角，由 5 颗小型卫星组成（基于 Argotec 正在开发的 SmallSats 设计），专门覆盖火星极地地区。我们专注于卫星间链路 (ISL) 的架构，这是提供星历表和时间同步以广播导航信息的关键元素。我们的概念基于适当配置的相干链路，这种链路能够抑制星载时钟不稳定性的不利影响，并在星座节点之间提供出色的距离率精度。数据质量使两个星座在一个高度自主的系统下都能获得良好的定位性能。事实上，我们表明，通过采用 ISL 通信架构可以大大减少地面支持。通过主航天器（母航天器），星座节点上的时钟可以定期与地面时间 (TT) 同步，主航天器是星座中唯一能够与地球进行无线电通信的元素。我们报告了不同操作场景中的数值模拟结果，并表明可以使用批量顺序滤波器或具有重叠弧的批量滤波器为星座节点获得非常高质量的轨道重建，这些滤波器可以在母航天器上实施，从而实现高度的导航自主性。利用这一概念来评估可实现的定位精度对于评估未来定位系统覆盖红色星球的可行性至关重要。
中间 - 大气温度监测，用于针对气候问题的立方体的星座
摘要：虽然气象数值模型向上扩展到中间，但领先的模拟和数值天气预测和气候预测需要中层观测。这项工作回顾了有关温度观察要求的一些挑战以及与大气潮相关的实际测量的限制因素。在这里使用基于先前空间实验的肢体分散技术进行了新的策略。此类观察值可与立方体卫星一起使用。技术问题是测量所需的大动态范围（四个数量级），肢体指向的准确性和流量光的水平。此处描述的技术将期望1-2 K的精度为1-2 km。100个平台的星座可以提供空间（100 km）和世界气象组织建议的时间（3 h）决议，并且可以使用至少3-5个平台来解决潮汐问题，并具有特定的轨道，以避免漂移。
面向全球和区域直达卫星物联网服务的稀疏卫星星座设计
摘要 — 在本文中，我们介绍并设计了用于直接卫星物联网 (DtS-IoT) 的稀疏星座。DtS-IoT 不需要地面基础设施，因为设备直接连接到充当轨道网关的低地球轨道卫星。稀疏星座的关键思想是通过 (i) 适当确定资源受限的 IoT 服务中存在的传输延迟，以及 (ii) 最佳定位轨道网关，显着减少在轨 DtS-IoT 卫星的数量。首先，我们分析 LoRa/LoRaWAN 和 NB-IoT 标准，并推导出两个连续经过卫星之间最大间隙时间的实际约束。然后，我们引入并优化了一种算法来设计稀疏 IoT 星座的准最优拓扑。最后，我们将我们的设计应用于全球和区域覆盖，并分析延迟、轨道平面数量和卫星总数之间的权衡。结果表明，考虑到 3 小时和 2 小时的间隔，稀疏星座仅需传统密集星座所需卫星数量的 12.5% 和 22.5%，即可提供全球范围的物联网覆盖。此外，我们还表明，对于 LoRa/LoRaWAN 和 NB-IoT，仅需 4 颗卫星和 3 颗卫星即可实现非洲和欧洲的特定区域覆盖。
SpaceX Starlink 星座的低地球轨道卫星数量和影响
我讨论了当前的低地球轨道人造卫星数量，并表明拟议的约 12,000 颗 Starlink 互联网卫星的“巨型星座”将占据 600 公里以下的地球轨道下部，其纬度相关面数密度在大气质量 < 2 时为每平方度 0.005 到 0.01 个物体。如此大的低空卫星在地面观察者看来非常明亮，而最初的 Starlink 卫星是肉眼可见的物体。我根据纬度、一年中的时间和夜晚的时间模拟了预期的照明卫星数量，并总结了地面天文学可能产生的一系列影响。在冬季，在主要天文台典型的低纬度地区，卫星在半夜的六个小时内不会被照亮。然而，在中纬度（45-55 度，例如欧洲大部分地区）黄昏附近的低海拔地区，黑暗地点的肉眼观察者可能同时看到数百颗卫星。
轨道太阳能反射器的星座设计，以增强陆地太阳能
绕行太阳能反射器（OSR）是平坦，薄且轻巧的反射结构，提议通过在黎明/黄昏和夜间在本地和夜间在本地照亮大型陆地太阳能发电厂，以增强陆地太阳能的产生。将OSR掺入陆生能系统中可能会抵消陆地太阳能的日光限制。然而，由于轨道通行的持续时间短，并且由于较大的倾斜范围而导致反射太阳能的低密度，传递到地球表面的太阳能数量保持较低。为了补偿这些内容，本文提出了一个低地球轨道中多个反射器的星座，以扩大传递的能量量的可扩展性。在终结器区域的1000 km高度的圆形近极轨道在沃克型星座中考虑进行初步分析。从简化的方法开始，首先通过引入相集参数来修改描述反射器分布的Walker星座方程，以确保对太阳能农场的重复传递几何形状。这种方法允许单个地面轨道优化来定义星座，该星座是由单个轨道的遗传算法和两个反射器进行的，其目标函数定义为每天提供的总能量，并将其定义为地球周围现有和假设的太阳能项目。当考虑到许多反射器的全尺寸星座时，在全球陆地太阳能产生的更广泛背景下，传递的太阳能数量是很大的。
小型卫星星座部署通过动量交换Tethers
对于小型卫星社区，使用传统实践建立新的卫星星座可能会很昂贵，需要长时间的表现，并且在逻辑上很难完成。已经使用涉及多个独立发射的成员卫星的方法建立了大多数现有的卫星星座。一种可以使小型卫星社区更容易执行涉及其星座的任务的方法是实施使用基于立方体的架构启动的旋转动量交换系绳部署系统，该系统将用于将较小的板上卫星部署到自己的轨道上以支撑恒星。最近的研究集中在评估设计，建立和维持扎根部署的星座中所涉及的主要管理参数和关系。这些参数和关系对于开发潜在星座任务的总体体系结构是必要的，并正在以一种方式进行研究，以确定支持航天器的最佳实践，不仅在Smallsats的水平上，而且对所有规模，数量，位置，位置和应用。
北极气象卫星，用于改善北极和全球天气预报的微型卫星星座
由 OHB Sweden 牵头的财团已开始为可能的北极气象卫星 (AWS) 星座任务实施一颗原型卫星。这个低极轨道上的小型卫星星座将频繁覆盖极地地区，以支持改进北极和南极地区的临近预报和数值天气预报 (NWP)。AWS 任务旨在补充现有的极地轨道气象卫星（例如 MetOp 和 MetOp 第二代 (SG)），提供额外的大气探测信息以改进全球范围内的 NWP。这颗重 120 公斤的 AWS 原型卫星将在约 600 公里的太阳同步轨道上飞行，并基于 OHB Sweden 的 InnoSat 平台。有效载荷是 Omnisys Instruments 的交叉轨道扫描被动微波辐射计，具有 4 个频段，可提供大气探测信息，补充 MetOp-SG 上的微波辐射计。全球数据将存储在卫星上，用于特定区域的数据转储以及实时全球广播。地面部分包含泰雷兹公司高度创新的数字波束形成网络 (DBFN) 地面站，可同时跟踪多颗卫星。预计最终的卫星群将为整个北极地区提供延迟时间少于 30 分钟的数据。