基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统，涉及卫星动中通换星策略确定技术领域，包括构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型并确定卫星动中通换星策略制定模型的优化目标和影响因素；计算目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；基于优化目标、影响因素以及通视性概率集合，采用广度优先搜索算法高精度高效率地确定目标通信道路的卫星动中通换星策略，使得通信质量最佳，保证用户可靠地传输信息。

A method and system for determining the strategy of satellite exchange in motion based on breadth first search

【技术实现步骤摘要】
基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统
本专利技术涉及卫星动中通换星策略确定
，特别是涉及一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统。
技术介绍
卫星动中通实质是将固定地球站搬到运动载体上，利用同步轨道通信卫星，在运动或静止状态下，与目标卫星建立和保持卫星链路的宽带移动卫星通信系统。卫星动中通的应用实现了在移动过程中时刻保持与卫星之间的信息传输，然而在实际应用中也出现了新的问题，动中通载体在运动过程中难免会遇到高山、桥梁、高大建筑物等遮挡物，而卫星动中通的高频载波采用视距传播，所以通信链路受阴影遮挡导致信号中断是卫星动中通客观存在的一个问题，即阴影问题。针对这一问题，当前的解决方案大都集中在阴影的快速检测和驶出阴影后的快速再捕获，但已有的阴影检测方法只在卫星动中通已经进入受阴影遮挡的区域后给出受遮挡的判断结果，无法降低卫星动中通受阴影遮挡的概率。因为卫星动中通天线波束的方向由动中通所在位置和目标卫星的轨位共同确定，所以天线波束方向会随着目标卫星轨位的改变而改变。因此，可以通过切换卫星来改变动中通的通信状态，尽可能降低动中通受阴影遮挡的概率。
技术实现思路
为了克服
技术介绍
存在一个或者多个缺陷，本专利技术提供了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，包括：构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。可选的，还包括：根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。可选的，所述计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中，具体包括：对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；获取上空常用卫星参数；根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。可选的，所述基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合，具体包括：当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值；当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。本专利技术还提供了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统，包括：卫星动中通换星策略制定模型构建模块，用于构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；通视性概率计算模块，用于计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；卫星动中通换星策略集合确定模块，用于基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。可选的，还包括：用户挑选模块，用于根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。可选的，所述通视性概率计算模块，具体包括：采样单元，用于对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；上空常用卫星参数获取单元，用于获取上空常用卫星参数；通视性概率计算单元，用于根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。可选的，所述卫星动中通换星策略集合确定模块，具体包括：卫星名称确定单元，用于当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，包括：/n构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；/n计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；/n基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，包括：
构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；
计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；
基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。


2.根据权利要求1所述的一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，还包括：
根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，
当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；
当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；
当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。


3.根据权利要求1所述的一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，所述计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中，具体包括：
对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；
获取上空常用卫星参数；
根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。


4.根据权利要求1所述的一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，所述基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合，具体包括：
当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值；
当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。


5.一种基于广度优先搜索的卫星...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰干，姚敏立，侯榜焕，戴精科，朱丰超，赵建伟，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61