[发明专利]星间链路优选方法及系统

说明书

本发明涉及一种航天技术领域内的用于星间链路优选方法，包括卫星轨道计算、卫星可见性判断、星间传输速率计算以及最优路径选择四个步骤。一种星间链路优选系统，它包括数据预处理模块和链路选择模块两部分，两个模块按顺序执行，即先执行数据预处理模块，再执行链路选择模块。本发明将星间链路优选问题划分为时间层和链路层，通过两层循环的方式快速确定任务时间内每一时刻传输速率最大的传输路径，不仅克服了传统优化方法运算量大、求解速度慢的问题，还能保证求得全局最优解。本发明还采用模块化的思想，提供了一种星间链路优选系统，该系统构造过程简单，输入输出接口明确，可实现对星间链路的快速优选。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，具体的，涉及一种星间链路优选方法及系统。

背景技术

近年来，随着高分辨率对地遥感、高清视频直播等技术的不断发展，对于通信卫星的传输速率要求越来越高，如何利用好现有的卫星资源，实现星间数据的快速传输成为一个亟须解决的问题。

卫星间的传输速率与卫星间距、发射功率、发射增益、接收增益等很多因素相关，并且随着卫星的运动实时变化。对于一个复杂的通信卫星网络，往往存在大量可行的传输路径，想在短时间内确定传输速率最大的路径通常比较困难，常用的解决方法是利用遗传算法等智能优化算法进行寻优，由此会带来运算量大、求解速度慢等问题，而且不能保证求得全局最优解。因此，有必要开发一种高效的星间链路优选方法与系统，保证星间数据传输的时效性需求。

经对现有技术的检索，中国发明专利CN201610841386.8，发明名称为一种基于地面站/星间链路/GNSS联合测量的地球同步轨道星座定轨方法，具体包括以下几个步骤：步骤一：在集中式结构下，建立GSO星座定轨系统的状态方程；步骤二：在集中式结构下，建立GSO星座定轨系统的测量方程；步骤三：联合优化用于定轨的地面站和GNSS测量组合；步骤四：根据上述建立的基于地面站/星间链路/GNSS的GSO星座联合定轨系统模型，确定实现轨道参数估计的滤波方法；步骤五：在集中式结构下，基于地面站/星间链路/GNSS的GSO星座联合定轨方法的具体实现。本发明基于精度因子法建立了地面站和GNSS测量的联合分布优选策略，在保证定轨精度的同时降低计算量。但该方法优化方法运算量大、求解速度慢，且不能能保证求得全局最优解。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种星间链路优选方法及系统。本发明将星间链路优选问题划分为时间层和链路层，通过两层循环的方式快速确定任务时间内每一时刻传输速率最大的传输路径，不仅克服了传统优化方法运算量大、求解速度慢的问题，还能保证求得全局最优解。本发明还采用模块化的思想，提供了一种星间链路优选系统，该系统构造过程简单，输入输出接口明确，可实现对星间链路的快速优选。

本发明涉及一种星间链路优选方法，包括以下步骤：

步骤一：卫星轨道计算：根据给定的初始轨道六根数，通过轨道递推求得每一时刻卫星在空间中的位置；

步骤二：卫星可见性判断：根据步骤一所述卫星在空间中的位置信息，判断两颗卫星是否被地球遮挡，若被地球遮挡，则两颗卫星间无法建立通信链路；

步骤三：星间传输速率计算：根据步骤二中的判断结果，计算每两颗卫星间的传输速率；

步骤四：最优路径选择：给定链路的起点和终点，调用步骤三的计算结果，通过循环迭代，确定任务时间内每一时刻传输速率最大的传输链路。

优选的，所述步骤四中所述循环迭代包括内层循环和外层循环。

优选的，所述内层循环是指链路层循环，用于确定当前时刻传输速率最大的传输路径。

优选的，所述外层循环是指时间层循环，用于确定任务时间内每一时刻的传输速率最大传输路径。