【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信，特别是涉及一种基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法。
技术介绍
1、随着以星链、一网为代表的大型低轨异构星座高速部署，星基互联网在未来通信领域的应用是大势所趋。2016年，我国在卫星通信系统方面开始全面布局，中国航天科技和航天科工集团分别启动了“鸿雁星座”和“虹云工程”。2020年我国将“卫星互联网”纳入新基建。2021年9月我国已经圆满完成低轨宽带卫星与灵巧5g专网融合试验。2022年10月，spacex正式发布“星链航空”(starlinkaviation)服务，为航空公司提供“高速、低延迟、全球联网的飞行互联网”。与传统的中高轨道星基通信不同，低轨星座单星覆盖面积下，对地过境时间短，星间组网技术尚不成熟，目前全球范围内仍处于研发、测试、验证阶段。随着星基互联网的迅猛发展，大型低轨异构星座星间路由策略研究可为星座部署、星间组网策略设计及优化等提供理论基础，意义重大且需求迫切。
2、与传统中高轨道星座组网不同，大型低轨星座卫星数量多、相对速度快，单星对地覆盖面积小，这导致星座构型的布局规划更为复杂。2016年，j.alvarez等人探讨了大型星座构型与通信能力之间的关联，对大型星座部署过程中的关键问题进行归纳；2021年，oltjon kodheli等人对大型星座通信应用前景进行展望，并提出航空领域利用大型低轨星座部署天基ads-b(广播式自动相关监视)接收器，将低轨卫星作为民航交通管制的一部分，实现ads-b系统的低延迟和全球覆盖。2020年，北京邮电大学李顺对leo卫星网络路由策略
3、但是现有研究多基于同构星座系统展开，即认为低轨星座卫星具有唯一的轨道高度、轨道倾角。实际情况下，由于同一轨道高度的太空资源承载能力有限，星座系统往往分布于多个不同的轨道高度及倾角。随着星座部署构型的复杂化，星间路由研究也将逐渐深入。因此，本专利技术提供了一种基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，基于巨型星座星间链路连通约束条件，以卫星为节点，以星间链路为连边，构建复杂网络模型。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，包括：
4、根据起始时刻卫星在系统中的空间分布，获取起始时刻卫星轨道根数；
5、根据巨型星座卫星轨道预报算法，获取预设时段卫星升交点赤经变化和真近点角经变化；
6、基于所述预设时段卫星升交点赤经变化和真近点角经变化，获取预设时段卫星轨道根数；
7、基于所述起始时刻卫星轨道根数和所述预设时段卫星轨道根数，构建星间链路；
8、将所述星间链路作为连边、将卫星作为节点，构建复杂网络模型。
9、可选的，获取起始时刻卫星轨道根数的方法为：
10、
11、其中，sate(γ/jγ-ω/jγ-f|t0)为高度层γ上第jγ-ω个轨道面，第jγ-f颗卫星，t0时刻的轨道根数，aγ为第γ高度层卫星的半长轴，eγ为第γ高度层卫星的偏心率，inclγ为第γ高度层卫星的轨道倾角，ω0为仿真起始时刻t0，第1个轨道面的升交点赤经，nγ-ω为第γ高度层卫星的轨道面数目，jγ-ω为第jγ-ω个轨道面，ωγ为第γ高度层卫星的近地点角距，f0为仿真起始时刻t0，每个轨道面第一颗卫星的真近点角，nγ-f为第γ高度层卫星每个轨道面上的卫星数，jγ-f为第jγ-f颗卫星。
12、可选的，获取预设时段卫星升交点赤经变化的方法为：
13、
14、其中，ω为δt时段卫星升交点赤经变化，δt为δt时段，re为地球半径，n为卫星平均角速度，j2为地球二阶带谐项，t为轨道周期，μ为地球引力常数。
15、可选的，获取预设时段真近点角经变化的方法为：
16、
17、其中，δf为δt时段卫星真近点角经变化。
18、可选的，构建星间链路包括：
19、对于同轨道面的卫星，基于所述起始时刻卫星轨道根数和所述预设时段卫星轨道根数，在卫星与同轨道面相邻卫星之间构建同轨道面星间链路：
20、link(sate(γ/jγ-ω/jγ-f),sate(γ/jγ-ω/jγ-f±1))；
21、对于异轨道面的卫星，基于所述起始时刻卫星轨道根数和所述预设时段卫星轨道根数，在卫星与相邻轨道面相同相位卫星之间构建相邻轨道面星间链路：
22、link(sate(γ/jγ-ω/jγ-f),sate(γ/jγ-ω±1/jγ-f))；
23、对于异高度层卫星，当两星空间距离小于rangemax时，构建异高度层星间链路：
24、link(sate(γ1),sate(γ2))，range(sate(γ1)，sate(γ2))＜rangemax；
25、其中，sate(γ1)为高度层γ1上任意卫星，sate(γ2)为高度层γ2上任意卫星，rangemax为满足通信条件的最大星间距离约束，range(sate(γ1)，sate(γ2))为两颗卫星的空间距离。
26、可选的，所述复杂网络模型为无向简单图g(v,e)；
27、e＝{eij＝(vi，vj)|vi，vj∈v}
28、其中，e为连边集，vi和vj为集合v中的节点，eij为vi和vj之间的连边，v为节点集合。
29、本专利技术的有益效果为：本专利技术基于巨型星座星间链路连通约束条件，以卫星为节点，以星间链路为连边，构建复杂网络模型。巨型星座复杂网络模型的构建可为星间信息传输效率、星间通讯网络稳定性、关键节点识别等研究奠定理论基础。与已有的单星通讯能力分析思路相比，本专利技术面向由上万颗卫星组成的复杂系统，可充分考虑星间协作能力对系统稳定性的影响。
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1.一种基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，获取起始时刻卫星轨道根数的方法为：
3.根据权利要求2所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，获取预设时段卫星升交点赤经变化的方法为：
4.根据权利要求3所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，获取预设时段真近点角经变化的方法为：
5.根据权利要求2所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，构建星间链路包括：
6.根据权利要求1所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，所述复杂网络模型为无向简单图G(V,E)；
【技术特征摘要】
1.一种基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，获取起始时刻卫星轨道根数的方法为：
3.根据权利要求2所述的基于复杂网络的巨型星座星间通信网络构建方法，其特征在于，获取预设时段卫星升交点赤经变化的方法为：
4.根据权...
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