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星座自主导航是全球导航卫星系统(GNSS)未来的重要发展方向,星间测距与通信链路的建立和维持是星座自主导航的基础,而星间链路组网设计又是实现星间链路的重要环节。本文以此为背景,从星间测距与通信的实际需求出发,对导航星座星间链路组网策略相关问题进行了初步研究。具体研究内容包括四部分:(1)针对当前GPS的星间链路体制不再适应未来导航系统的问题,在新的导航系统背景下,根据卫星星座的周期性和有限状态的思想,提出一种适合星间测距及星间通信的工作体制。(2)通过STK、MATLAB仿真,详细分析24MEO+3GEO+3IGSO混合星座星间拓扑结构,包括MEO-MEO链路、GEO/IGSO-MEO链路星间观测的仰角、方位角、距离和星间可视性等。(3)由于卫星上天线数量的限制,如何有效分配天线资源来建立星间链路,以实现星间测距与星间通信功能,是GNSS卫星网络设计的关键问题之一。本文提出一种以卫星位置精度因子最小、同时通信链路代价最小为目标的星间链路设计方法。根据该方法设计的星间链路网络,既能满足卫星的自主定轨要求,也能同时保证网络的连通性和网络的最优通信代价。(4)在MEO固定前后两条同轨、左右两条异轨链路的前提下,计算卫星的位置精度因子值(PDOP),然后从中筛选具有最小PDOP值的链路,减小链路资源分配的复杂程度。在PDOP值小于3的约束下,优先选择具有最小通信代价的链路建立链接,最终达到在同一个网络拓扑中卫星具有最小的PDOP值,且卫星网络的通信代价最小的目标。仿真结果表明,天线仰角主要范围应该在-65°~-35°之间,最佳范围为-70°~-20°,方位角应尽量覆盖0°~360°,对卫星天线方位角、仰角的设计有一定借鉴意义;本文给出的GNSS卫星网络设计方法,使单一卫星的PDOP值最大不超过3,星座整网通信时延约为9秒,同时减少星间链路的切换次数,方法切实可行,并具有一定的实用价值和应用前景。