[发明专利]面向空间信息网络的跨域资源层次化稀疏表征方法

权利要求书

1.一种面向空间信息网络的跨域资源层次化稀疏表征方法，其特征在于，利用同层异轨卫星链路连接关系的周期性，对星间关系矩阵进行截断，使用截断的星间关系矩阵对同层异轨卫星的星间关系进行表征，实现对同层异轨卫星星间关系的稀疏表征；利用层间卫星的轨道运动规律和几何关系计算层间卫星的地心角，实现对层间卫星星间关系的跨域稀疏表征；具体实现步骤为：

(1)构建待表征的空间信息网络：

构建包括多个卫星系统且每个卫星系统包括多个卫星的待表征的空间信息网络，并将每个卫星系统作为一个域，然后将处于相同轨道的所有卫星进行组合，得到包括N个轨道的卫星集合O＝{O₁,…,O_i,…,O_N}，其中，N≥2，O_i表示包括K个卫星的第i个轨道的卫星子集，表示第i个轨道的第k个卫星；

(2)划分待表征空间信息网络的规划时间：

以τ为时隙长度将待表征的空间信息网络的规划时间Ts划分为T个时隙，τ＝Ts/T；

(3)获取同层异轨卫星的星间关系矩阵：

(3a)将处于相同轨道高度的任意两个卫星集合作为一个待表征分组G＝{O_a,O_b}，其中，O_a表示第a个轨道的卫星集合，O_b表示第b个轨道的卫星集合，a,b∈{1,2,…,N},a≠b；

(3b)将第t个时隙待表征分组G所包含的两个卫星集合中处于彼此通信范围内的两个卫星和评定为可见，不处于彼此通信范围内评定为不可见，并将可见的和的星间关系表示为将不可见的和的星间关系表示为然后将T个时隙和的星间关系组成星间关系矩阵其中，表示第a个轨道的第p个卫星，表示第b个轨道的第q个卫星，p∈{1,2,…,K}，q∈{1,2,…,K}，t∈{1,2,…,T}；

(4)对同层异轨卫星的星间关系进行稀疏表征：

将星间关系矩阵中第一个由不可见变为可见的时隙作为开始时隙并将第二个由不可见变为可见的时隙作为结束时隙然后，将中从第个时隙到第个时隙的星间关系提取出来，组成一个截断的星间关系矩阵截断的星间关系矩阵实现对同层异轨卫星星间关系的稀疏表征；

(5)计算每个卫星的真近点角：

(5a)利用的第1个时隙的平近点角时隙长度τ以及运行的角速度ω_i，计算O_i中的第t个时隙的平近点角

(5b)判断的偏心率e_i＝0是否成立，若是则位于圆形轨道，的第t个时隙的真近点角等于的平近点角否则位于椭圆轨道，利用e_i和在第t个时隙的偏近点角计算O_i中的第t个时隙的真近点角

(6)获取J2000.0地心惯性坐标系下的三维坐标：

(6a)构建以地球质心为原点，以指向近地点为x轴正方向、指向升交点为y轴负方向、z轴与x轴，y轴呈右手法则的O_i的三维坐标系，并且构建以地球质心为原点，以指向春分点为x轴正方向、指向平北天极为轴正方向、y轴与x轴，轴呈右手法则的J2000.0地心惯性坐标系；

(6b)利用偏心率e_i、真近点角O_i所在轨道的轨道高度h_i以及偏近点角计算第t个时隙在其三维坐标系下的三维坐标然后利用O_i所在轨道的近地点幅角Ω_i、轨道倾角I_i以及升交点赤经RA_i，旋转O_i所属轨道的三维坐标系，将的三维坐标转换为在J2000.0地心惯性坐标系下的三维坐标其中，[·]^T表示转置操作；

(7)计算层间卫星的地心角：

(7a)将处于不同轨道高度的任意两个卫星集合作为一个待表征分组G＝{O_m,O_n}，其中，O_m表示第m个轨道的卫星集合，O_n表示第n个轨道的卫星集合，m,n∈{1,2,…,N},m≠n；

(7b)利用第t个时隙待表征分组G所包含的两个卫星集合中和在J2000.0地心惯性坐标系下的三维坐标和计算和的距离然后，利用O_m和O_n所在轨道的偏心率、轨道高度以及偏近点角，计算和在第t个时隙与地心的夹角并将称为地心角，其中，表示第m个轨道的第u个卫星，表示第n个轨道的第v个卫星，u∈{1,2,…,K}，v∈{1,2,…,K}；

(8)对层间卫星星间关系进行跨域稀疏表征：

利用地球半径R_e、O_m和O_n所在轨道的偏心率、轨道高度以及偏近点角，计算和在第t个时隙能够彼此通信的与地心的最大夹角并将称为最大地心角，然后，将评定为和在第t时隙的星间关系为可见，否则，评定星间关系为不可见，并将可见的和的星间关系表示为将不可见的和的星间关系表示为实现对层间卫星星间关系的跨域稀疏表征。