基於NS2和STK的研究

1 簡介

衛星信息網是一個複雜的網絡,具有種類繁多的額節點,網絡複雜度高,技術前瞻性強等特點。NS2 是一個由UC Berkeley開發的源代碼公開的用語方針個鐘IP網絡爲主的優秀仿真軟件。NS2是一種可擴展、易配置和編程的時間驅動網絡仿真工具。NS2軟件內嵌的衛星仿真庫已可以用於初步的衛星網絡的仿真,但其對仿真輸出數據的三維顯示能力有限。
STK時航天領域優秀的設計軟件,由美國分析圖形有限公司(AGI)研製,在航天器仿真方面有着巨大的優勢。STK具有強大的計算能力、逼真的圖形顯示、可靠的數據報告,對衛星組網方案的設計、仿真、優化、演示非常有用,但其不支持網絡協議的仿真。
NS2具有以下幾個特點:
(1)抽象仿真:NS2能提供不同層次的抽象,使用戶可以選擇仿真的粒度。
(2)可視化:NS2提供了一個動畫播放工具NAM,爲仿真結果提供了可視化手段。
(3)可擴充性:NS2通過一種分裂對象變成模型,仿真器中模塊可以很方便的擴展和結合,腳本編寫容易,測試方便,有利於研究新協議,擴展新功能,開發新場景。

2 STK與Connect接口

STK可用語分析複雜的陸地、海洋、航空及航天任務,確定最佳解決方案,並可提供逼真的二維、三維可視化動態場景以及精確的圖表、報告等多種分析結果。利用STK軟件可是現在軌航天器飛行狀態的直觀動畫演示的同時,提供相關實時數據。STK支持衛星壽命的全過程,包括:政策方針、概念設計、需求定義、設計、製造、測試、發射、運行和應用。其平臺獨立特行使得STK可在多種操作系統平臺運行,即可運行在高級工作站上,也可運行於筆記本電腦用於會議室演示。

2.1 STK/Connect模塊簡介

STK/Connect在早期的名稱是交互處理通訊模塊(IPC),是STK的重要模塊之一。它爲用戶提供了C/S環境下與STK連接的功能,使用TCP/IP或者UNIX Domain Socket在第三方應用軟件與STK之間的傳輸數據,爲其它應用程序提供了一個向STK發送消息和接受數據的通訊工具。它包括了一些列的功能來打開UNIX或者TCP到STK返回的數據,並在通訊錄完成後關閉接口。

3 基於NS2和STK的衛星動態組網的演示平臺的設計

綜合NS2和STK的優點,設計了“NS2+STK+VC”仿真數據分析的演示平臺。仿真數據分析演示平臺主要完成NS2仿真輸出數據的預處理、提取,通過控制STK實現仿真過程的動態演示。在VC++6.0平臺上建立仿真數據分析模塊,並利用STK內建立Connect接口,建立與STK進行通信的接口的控制模塊,以及與STK演示的同步機制,實現衛星的軌道、姿態等外部動態特性方針,動態地演示了星地、星間鏈路聯通性情況,動態直觀地演示衛星動態組網的仿真過程。
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