[发明专利]一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法

说明书

本发明涉及卫星通信领域，公开了一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，其技术方案要点是，对进入复杂地形障碍环境的人员小队进行编队建模，使得小队成员之间的地面通信保持畅通，对复杂地形障碍环境的卫星通信障碍物进行建模，计算出障碍物信号干扰项，保证小队成员至少有一个卫星通信手持终端的信号正常，提高小队卫星手持终端通信安全。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，更具体地说，它涉及一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法。

背景技术

由于卫星通信的使用场景复杂，小队成员使用卫星手持终端遇到障碍物遮蔽无法对星时，小队成员可以通过队形控制来保持合理站位，使得小队成员能够互相通信和至少一人实现与卫星通信，因此在复杂障碍地形应急通信背景下，使用队形控制来提高小队卫星手持终端通信安全时，可以便捷地面站选址难，减少信号被遮蔽的现象发生。

由此，为改善上述技术问题，本发明提供了一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，改善了上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，在复杂障碍地形应急通信背景下，使用队形控制来提高小队卫星手持终端通信安全，可以便捷地面站选址难，减少信号被遮蔽的现象发生。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种小队卫星手持终端通信安全的队形控制方法，包括如下步骤：

对进入复杂地形障碍环境的人员小队进行编队建模，使得小队成员之间的地面通信保持畅通；

对复杂地形障碍环境的卫星通信障碍物进行建模，计算出障碍物信号干扰项，保证小队成员至少有一个卫星通信手持终端的信号正常；

所述复杂地形障碍环境的卫星通信障碍物进行建模：在队形控制函数中，设定一个带障碍物信号干扰项的控制函数，设，则有：；

控制变量添加障碍物信号干扰项，如下式：

；

其中， 为障碍物干扰系数，所述干扰系数与障碍物高度有关，完全遮蔽队员时，取值为1，即，是队员相对于障碍物的角速度，障碍物信号干扰项为：。

作为本发明的一种优选技术方案，所述人员小队的成员包括有若干个队员，队员的通信模块包括卫星通信手持终端和手持无线电对讲机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述人员小队编队建模的方法为：设一个有 个队员组成的人员小队进入复杂地形障碍环境，并对人员小队的所有队员进行队形编号，设为其中表示人员小队中第m个队员， 为第个队员的位置，其中、表示第个队员的经纬度；

设表示为的一阶导数，表示第个队员的行进速度，则小队的每个队员均需要满足特征：，则通过表示小队相邻的两个队员i和j之间的位置向量差，而队员i和队员j之间的距离用范数表示，设队员i和队员j之间的最大通信距离为，同时为了保证整个小队成员的分布式队形，要求相邻两个队员的位置不能重叠，从而定义队员i和队员j之间的最小距离为，则队员i和队员j之间能够地面通信保持畅通的判断条件为：，则满足此条件的队员i和队员j之间距离定义为期望距离，记作。

作为本发明的一种优选技术方案，相邻成员之间的距离控制函数设为，则有：

其中，相邻队员i和队员j之间的期望距离为，队员i和队员j之间的距离用范数表示，队员i和队员j之间的最大通信距离为，队员i和队员j之间的最小距离为。

作为本发明的一种优选技术方案，当小队相邻的两个队员之间距离拉长，并逐渐接近时，的值就趋近于无穷大；当小队相邻的两个队员之间距离逐渐减少，并逐渐接近时，的值也趋近于无穷大；当小队相邻的两队员之间距离满足条件时，的值会收敛为一个正数；设整个小队的队形控制函数为，则有：