[发明专利]基于雷达图智能匹配的多指标体系GEO卫星轨位选取方法

说明书

本发明公开了一种基于雷达图智能匹配的多指标体系GEO卫星轨位选取方法，包括以下步骤：确定GEO卫星需覆盖的地面任务区域；计算进行GEO轨位选取的可视弧段；根据国际电联提供的卫星网络资料剔除可视弧段中不能使用的轨位；从轨位战略价值、轨位使用需求、轨位使用风险、协调边界四方面考虑GEO轨位选取决策指标，构建GEO轨位选取多层次多指标模型；根据各指标生成GEO轨位选取雷达图，使用基于深度学习的特征匹配算法找到适配于选取需求的匹配轨位。本发明构建了GEO轨位选取多层次多指标模型，将各备选轨位转化为雷达图进行图像匹配，能够根据GEO轨位选取的不同需求智能匹配相应的选取轨位，克服了传统轨位选取依赖于专家评估的局限性。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种基于雷达图智能匹配的多指标体系GEO卫星轨位选取方法。

背景技术

卫星通信频率轨道资源是发展卫星产业不可或缺的基础资源，同时也是有限的、不可再生的战略资源，各国竞争异常激烈。经过卫星通信行业的迅猛发展，GEO卫星轨道已经非常拥挤，寻找到一种能够根据卫星通信系统建设需求精确选取GEO轨位的方法愈发困难；同时，卫星通信频率轨道资源的使用必须向国际电联进行申报，需要经过国际申报和协调程序，为了能够更加高效地完成频轨申请流程，在申请之前必须提出具有竞争力的频轨方案。以往的频轨选取采用串行流程，每一步骤都涉及大量的人工计算工作以及专家经验判断，具有定性化的特点，工作效率较低。为此，需要对现有的GEO选轨流程进行优化，并针对不同的卫星通信系统建设需求建立统一的多指标、全方位GEO卫星轨位选取方法，同时这种方法需要克服对专家评估的依赖。

发明内容

本发明针对GEO卫星轨位选取流程复杂、选取依据不统一、选取需求复杂多变等问题，公开了一种基于雷达图智能匹配的多指标体系GEO卫星轨位选取方法，构建了GEO轨位选取多层次多指标模型，将各备选轨位转化为雷达图进行图像匹配，能够根据GEO轨位选取的不同需求智能匹配相应的选取轨位，克服了传统轨位选取依赖于专家评估的局限性。

本发明公开了一种基于雷达图智能匹配的多指标体系GEO卫星轨位选取方法，其步骤包括：

S1，确定GEO卫星需覆盖的地面任务区域；

根据地面对GEO卫星通信的需求，确定需要GEO卫星通信波束能够完全覆盖的地面区域，称为GEO卫星需覆盖的地面任务区域，简称为地面任务区域，记作S；

设定地面任务区域S在大地坐标系中最西侧点的经度为long₀、纬度为lat₀，最东侧点的经度为long₁、纬度为lat₁。

S2，根据地面任务区域，计算进行GEO轨位选取的经度范围；

设定GEO地球站的天线指向GEO卫星且可与GEO卫星进行通信的最小仰角为α；

根据地面任务区域S的最西侧点、最东侧点经纬度以及GEO地球站天线的最小仰角α，求得GEO卫星能完全覆盖地面任务区域时，GEO轨道上的最西端和最东端的经度；

GEO地球站经纬度、GEO地球站天线最小仰角和GEO卫星经度之间的计算关系为：

其中Δlong表示GEO卫星经度与地球站经度差，lat表示地球站纬度，r表示地球半径，R表示GEO卫星高度；

将地面任务区域S的最西侧点纬度lat₀带入上述计算关系，得到确保GEO卫星能完全覆盖地面任务区域的GEO轨道上的最东端经度与位于地面任务区域S的最西侧点经度差为Δlong₀；

如地面任务区域S的最西侧点在西半球，则确保GEO卫星能完全覆盖地面任务区域的GEO轨道的最东端经度long_from的计算公式为：