【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信，具体为一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法及系统。
技术介绍
1、在传统的卫星通信系统中，数据传输通常基于固定的路由和预设的通信参数。这种静态的配置方式在稳定的通信环境中可能是足够的，但在面对复杂、动态和不确定的通信环境时，其性能和可靠性可能会受到严重影响。例如，由于自然干扰、卫星的相对位置变化或其他卫星和地面站的通信活动，通信链路的质量可能会发生快速变化。此外，随着现代通信技术的发展，尤其是物联网、云计算和大数据技术的广泛应用，对卫星通信的数据吞吐量和安全性的需求也在急剧增加。因此，传统的卫星通信方法可能无法满足现代应用的需求。为了解决这些问题，研究者和工程师们开始探索如何实时优化卫星通信路径、加强通信数据的加密、动态管理密匙并确保匿名通信，以提高卫星通信的效率、安全性和可靠性。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：如何在动态、复杂和不确定的通信环境中，实时优化卫星通信路径、加强通信数据的加密、动态管理密匙并确保匿名通信，以提高卫星通信的效率、安全性和可靠性。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其包括如下步骤，
4、收集通信数据进行优化，结合动态路由选择技术根据实时网络状况选择最佳传输路径；根据情况进行硬件升级，实施端到端加密与动态密匙管理；卫星与地面网络集成，使物联网设备与云计算资源连接，优化地面站布
5、作为本专利技术所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的一种优选方案，其中：所述收集通信数据进行优化是安装传感器和接收器捕获从地面站发送的数据和从其他卫星接收的数据，去除冗余和无关的数据，使用高速、高容量的存储设备存储收集到的数据，根据目标接收方的需求，将数据转换为适用的格式。
6、作为本专利技术所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的一种优选方案，其中：所述动态路由选择技术是选择某个特定的地面站或卫星作为起始节点，根据距离确定下一节点为一次迭代；
7、在迭代的过程中检查当前节点到达下一节点的距离是否最短，若是则选定下一节点，更新距离并标记下一节点已被访问，若不是则继续在未被标记的节点中选择最短距离，直至所有节点都被标记输出初步传输路径，
8、在选择节点确定初步传输路径的迭代过程中根据实时数据动态调整链路权重，若某卫星信号强度增强，则减少链路权重，增加选用优先级，若某卫星信号强度下降，则增加链路权重，降低选用优先级，最终输出最佳传输路径。
9、作为本专利技术所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的一种优选方案，其中：所述硬件升级是使用机器学习算法实时分析各卫星的信号强度，预测可能的信号衰减，当某个卫星信号强度下降时，提前调整其它卫星的发射功率，形成动态自适应信号补偿机制；
10、所述端到端加密是在卫星通信的过程中链路状态不稳定，构建自适应的加密算法，根据链路的实时信噪比、信号衰减调整加密的强度，计算评分表达式为：
11、s＝w1×ε+w2×(1-ɑ)+w3×β-w4×μ
12、
13、其中，ε为信噪比，w1为信噪比权重，ɑ为信号衰减速率，w2为信号衰减速率权重，β为数据传输速率，w3为数据传输速率权重，μ为传输过程中错误率，w4为错误率权重；
14、若根据权重计算出的s评分大于s1第一预设值，则判定链路状态良好，使用aes-256或rsa-4096加密方式，若根据权重计算出的s评分小于等于s1第一预设值，则判定链路状态差，使用aes-128或rsa-2048加密方式，选择好加密方式后进入动态密匙管理。
15、作为本专利技术所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的一种优选方案，其中：所述动态密匙管理包括当检测到密匙泄露、有被攻击情况立即更换密匙，在正常情况下构建时间、数据量以及使用次数的加权得分模型，表达式为：
16、s(t)＝x×ea×t(t)+z×d(t)+m×u(t)+b×t(t)×d(t)
17、其中，s(t)是在时间t的得分，x是时间因子的权重，ea×t(t)是时间对得分的非线性贡献，t(t)是上次密匙更换到时间t的经过的时间单位数，z是数据量因子的权重，d(t)是在时间t传输的数据量，m是使用次数因子的权重，u(t)是在时间t使用的次数，b是时间和数据量的相互作用常数参数；
18、当计算出的加权得分大于第二预设值则更换密匙，当加权得分小于等于第二预设值则根据不同的密匙更新策略，在固定的时间间隔、在固定使用密匙次数或达到数据量阈值时更换密匙，预先设置备用密匙，若加权得分等于预设值时，从备用密匙中选择任意一个替换当前密匙。
19、作为本专利技术所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的一种优选方案，其中：所述优化地面站布局是卫星与地面站结合当智能地面站，当检测到通信信号弱时调整天线方向和功率，增强信号强度，构建天线方向调整模型，表达式为：
20、e(θ)＝θopt-θ
21、其中，e(θ)是误差函数，θopt是天线对准微信的天线最佳方向角，θ是天线的当前方向角。
22、当e(θ)＞0则逆时针调整天线，当e(θ)<0，则顺时针调整天线。
23、作为本专利技术所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的一种优选方案，其中：所述轨道调度策略是实时监测卫星与地面站之间的通信质量，当检测到通信干扰时，先通过动态路由选择另一个卫星，重新选定信息传输的最佳路径，若所有可用的卫星都受到干扰计算调整卫星轨道以恢复通信的能源和时间成本，当调整的成本低于预设的阈值，并且不会影响到其他地面站的通信，则调整轨道。
24、所述轨道调度策略还包括基于地面站所收集到的通信需求数据使用机器学习算法根据历史数据预测未来的通信需求，当预测到某个地面站在未来的某个时间段内要经历高通信需求时，计算将卫星调整到与该地面站最近的轨道所需的能源和时间，若调整的能源和时间成本低于预设的阈值，并且不会影响到其他地面站的通信，则调整轨道。
25、本专利技术的另外一个目的是提供一种基于公司卫星通信系统的升级改造系统，其能通过集成动态路由选择技术、端到端加密、动态密匙管理与匿名通信等先进技术，解决了现有卫星通信系统在面对复杂通信环境时性能下降、安全性不足和管理效率低下的问题。
26、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，包括：数据处理模块、路由与通信管理模块、硬件与信号优化模块、地面站智能布局模块以及轨道调度与预测模块。
27、所述数据处理模块是收集、优化和转换从地面站和其他卫星发送和接收的数据。
28、所述路由与通信管理模块是结合动态路由选择技术和实时网络状况，选择最佳的传输路径，根据链路状态实施端到端加密与动态密匙管理。
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【技术保护点】
1.一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述收集通信数据进行优化是安装传感器和接收器捕获从地面站发送的数据和从其他卫星接收的数据，去除冗余和无关的数据，使用高速、高容量的存储设备存储收集到的数据，根据目标接收方的需求，将数据转换为适用的格式。
3.如权利要求2所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述动态路由选择技术是选择某个特定的地面站或卫星作为起始节点，根据距离确定下一节点为一次迭代；
4.如权利要求3所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述硬件升级是使用机器学习算法实时分析各卫星的信号强度，预测可能的信号衰减，当某个卫星信号强度下降时，提前调整其它卫星的发射功率，形成动态自适应信号补偿机制；
5.如权利要求4所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述动态密匙管理包括当检测到密匙泄露、有被攻击情况立即更换密匙，在正常情况下构建时间、数据量以及使用次数的加权得分模型，表达式
6.如权利要求5所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述优化地面站布局是卫星与地面站结合当智能地面站，当检测到通信信号弱时调整天线方向和功率，增强信号强度，构建天线方向调整模型，表达式为：
7.如权利要求6所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述轨道调度策略是实时监测卫星与地面站之间的通信质量，当检测到通信干扰时，先通过动态路由选择另一个卫星，重新选定信息传输的最佳路径，若所有可用的卫星都受到干扰计算调整卫星轨道以恢复通信的能源和时间成本，当调整的成本低于预设的阈值，并且不会影响到其他地面站的通信，则调整轨道；
8.一种采用如权利要求1～7任一所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的系统其特征在于：包括数据处理模块、路由与通信管理模块、硬件与信号优化模块、地面站智能布局模块以及轨道调度与预测模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述收集通信数据进行优化是安装传感器和接收器捕获从地面站发送的数据和从其他卫星接收的数据，去除冗余和无关的数据，使用高速、高容量的存储设备存储收集到的数据，根据目标接收方的需求，将数据转换为适用的格式。
3.如权利要求2所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述动态路由选择技术是选择某个特定的地面站或卫星作为起始节点，根据距离确定下一节点为一次迭代；
4.如权利要求3所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述硬件升级是使用机器学习算法实时分析各卫星的信号强度，预测可能的信号衰减，当某个卫星信号强度下降时，提前调整其它卫星的发射功率，形成动态自适应信号补偿机制；
5.如权利要求4所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所述动态密匙管理包括当检测到密匙泄露、有被攻击情况立即更换密匙，在正常情况下构建时间、数据量以及使用次数的加权得分模型，表达式为：
6.如权利要求5所述的一种基于公司卫星通信系统的升级改造方法，其特征在于：所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜泽新，左天才，曾体健，唐小波，张孙蓉，谢志奇，张玉吉，李林，罗钰，
申请(专利权)人：贵州乌江水电开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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