Mobility-Aware Starlink Satellites Identification

太长了懒得看. gemini总结一下:

Accurate Determination of Dish Orientation

• 问题背景: Starlink 终端(UT)的朝向通常由倾斜角和方位角表示, 同时 gRPC 接口也提供四元数(quaternions)数据
• 低倾角下的不稳定性:
  • 当 UT 安装在车辆上时, 面板通常接近水平, 此时轴在地面上的投影定义不明确, 导致对方位角的判定变得非常困难且不稳定
  • 实验表明, 当倾斜角...时, 报告的方位角开始变得不准确
• 解决方案: 研究提出利用四元数计算"补偿航向角", 该角度与视轴保持正交, 即使在低倾角下也能保持稳定, 从而避免投影误差

Impact of UT Mobility on Obstruction Maps

• 轨迹变形: 当车辆移动或 UT 旋转时, 遮挡图中的卫星轨迹会从点状拉伸为连续的弧线或线段, 其长度取决于旋转速度
• 识别挑战: 现有的基于相邻帧异或操作的方法在静止场景下能提取像素点, 但在移动场景下会产生线段, 导致无法直接确定卫星的精确像素坐标

Analysing Dynamic Beam Switching Behavior

• 打破旧假设: 现有算法假设 UT 在每个 15 秒的时间隙内只连接一颗卫星, 但这在移动或遮挡场景下并不成立
• 频繁切换现象:
  • 研究首次展示了当 UT 遭遇遮挡时, 可能会在同一个 15 秒时间隙内触发多次动态波束切换尝试
  • 连接到不同的卫星 (例如: 在一次 U 型转弯中连续切换至 STARLINK-4699 和 STARLINK-31253)
• 对性能的影响: 这些动态切换事件通常伴随着网络中断和延迟峰值, 且有时切换发生的速度快于 gRPC 接口报告中断事件的速度, 导致现有的识别算法失效

Mobility-Aware Satellite Identification

• 算法流程: ...
• 坐标转换: 首先通过补偿 UT 朝向, 将遮挡图从 FRAME_UT 投影转换为 FRAME_EARTH 表示
• 图像处理: 对图像进行二值化, 并计算相邻帧的异或以提取轨迹变化
• 动态检测: 利用连通分量标记(CCL)算法检测新出现的空间上独立的线段, 这些线段代表发生了动态波束切换
• 卫星匹配: 采样线段中点作为卫星坐标, 结合 UT 位置和时间, 与过滤掉直连手机(DTC)卫星后的星历数据进行匹配, 从而在同一时间隙内识别出多颗通信卫星