一种卫星星座的通信仿真方法及装置与流程

1.本技术涉及卫星通信技术领域，特别涉及一种卫星星座的通信仿真方法及装置。


背景技术：

2.随着通信技术的快速发展，极轨低轨卫星网络已经成为当前卫星通信的主要发展方向。极轨卫星网络中的骨干节点均是低轨卫星，低轨异轨卫星之间的星间链路在高纬度地区会因为激光通信指向器角度的限制，因此卫星网络的星座网络拓扑结构会不断地发生变化。
3.现有的通信仿真方法中，仿真星地之间的通信情况的精确率较低，容易导致星地之间无法正常通信。因此搭建一个卫星星座的通信仿真系统对卫星星座系统的通信情况进行仿真，对指导低轨卫星星座的建设有着重要的意义。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种卫星星座的通信仿真方法及装置，用于解决现有技术仿真星地之间的通信情况的精确率较低，容易导致星地之间无法正常通信的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种卫星星座的通信仿真方法，所述方法包括：
6.获取卫星星座通信的初始化仿真数据；
7.基于所述初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况；
8.基于所述上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑；并显示所述星座网络拓扑。
9.在一个或多个实施例中，所述基于所述初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，包括：
10.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路；
11.基于所述初始化仿真数据中的地形数据，确定所述上行星地链路和所述下行星地链路的遮挡情况。
12.在一个或多个实施例中，所述基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路，包括：
13.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息；
14.基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系；
15.基于所述卫星和终端的连接关系、所述发送业务数据的发送终端的标识以及接收业务数据的接收终端的标识，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地
链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路。
16.在一个或多个实施例中，所述基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系，包括：
17.基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定所述初始化仿真数据中的终端的覆盖卫星；
18.若所述覆盖卫星为一颗，则确定所述覆盖卫星为所述终端的连接卫星；
19.若所述覆盖卫星为多颗，则确定所述终端与每一颗覆盖卫星之间的距离；并基于所述终端与每一颗覆盖卫星之间的距离，从所述多颗覆盖卫星中选择距离所述终端最近的一颗卫星与所述终端建立连接。
20.在一个或多个实施例中，所述基于所述初始化仿真数据中的地形数据，确定所述上行星地链路和所述下行星地链路的遮挡情况，包括：
21.基于所述初始化仿真数据中的地形数据，将所述地形的表面划分成多个网格；
22.基于所述多个网格，确定网格点集合；所述网格点集合中包括所述多个网格中海拔信息高于所述星地链路对应终端的海拔信息的网格点；
23.若所述网格点集合中的各网格点与所述星地链路之间的距离均大于预设距离，则确定所述星地链路未被地形遮挡；
24.若所述网格点集合中的至少一个网格点与所述星地链路之间的距离不大于预设距离，则确定所述星地链路被地形遮挡；
25.其中，所述星地链路是所述上行星地链路和所述下行星地链路中的任意一个。
26.在一个或多个实施例中，所述基于所述上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑，包括：
27.若所述上行星地链路和所述下行星地链路均未被地形遮挡，则基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑。
28.在一个或多个实施例中，所述基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑，包括：
29.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数，确定卫星的星下点的位置信息；
30.基于所述卫星的星下点的位置信息和所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系；
31.基于卫星之间的连接关系，确定星座网络拓扑。
32.在一个或多个实施例中，所述卫星的星下点的位置信息包括卫星的星下点的纬度信息；所述基于所述卫星的星下点的位置信息和所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系，包括：
33.针对所述初始化仿真数据中的卫星参数中的任意一个卫星：
34.若所述卫星的星下点的纬度信息大于预设的星间链路断链纬度值，则基于所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定所述卫星的同轨相邻卫星，并在所述卫星与同轨相邻卫星之间建立星间链路；
35.若所述卫星的星下点的纬度信息不大于预设的星间链路断链纬度值，则基于所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定所述卫星的同轨相邻卫星和异轨相邻卫星，并在所述卫星与同轨相邻卫星之间、所述卫星与异轨相邻卫星之间分别建立星间链路；
36.其中，所述初始化仿真数据中的轨道参数中的首末两条轨道的异轨卫星之间不建立星间链路。
37.在一个或多个实施例中，所述方法还包括：
38.基于所述上行星地链路、所述下行星地链路以及所述星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径；
39.显示所述业务数据的路由路径。
40.在一个或多个实施例中，所述基于所述上行星地链路、所述下行星地链路以及所述星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径，包括：
41.基于所述星座网络拓扑，确定发送业务数据的发送终端对应的卫星和接收业务数据的接收终端对应的卫星之间的星间链路；
42.基于所述星间链路、所述上行星地链路和所述下行星地链路，确定所述业务数据的路由路径。
43.第二方面，本技术实施例提供了一种卫星星座的通信仿真装置，所述装置包括：
44.获取模块，用于获取卫星星座通信的初始化仿真数据；
45.仿真模块，用于基于所述初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况；
46.所述仿真模块，还用于基于所述上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑；
47.显示模块，用于显示所述星座网络拓扑。
48.第三方面，本技术实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
49.存储器以及处理器；
50.所述存储器，用于存储程序指令；
51.所述处理器，用于调用所述存储器中存储的程序指令，按照获得的程序执行上述第一方面所述的卫星星座的通信仿真方法。
52.第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的卫星星座的通信仿真方法。
53.本技术实施例的有益效果为：本技术实施例通过获取卫星星座通信的初始化仿真数据；基于初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况；基于上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑；并显示星座网络拓扑。由此，本技术解决了现有技术仿真星地之间的通信情况的精确率较低，容易导致星地之间无法正常通信的问题，可以更加精确的仿真在实际地形情况下地面终端与卫星之间的通信情况、卫星之间的通信情况以及地面终端之间的通信情况，从而可以确定整个卫星星座系统的通信情况，为终端布局优化、星座优化提供参考，指导低轨卫星星座的建设。
54.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
55.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本技术的一些实施例。
56.图1为本技术实施例提供的一种卫星星座的通信仿真方法的流程示意图；
57.图2为本技术实施例提供的一种星地链路确定方法的流程示意图；
58.图3为本技术实施例提供的一种星地链路是否被地形遮挡的判断方法的流程示意图；
59.图4为本技术实施例提供的一种地形和星地链路的关系示意图；
60.图5为本技术实施例提供的一种矩形网格遮挡片和链路是否被遮挡的关系示意图；
61.图6为本技术实施例提供的一种某个仿真时刻的整个星座网络拓扑结构图；
62.图7为本技术实施例提供的一种卫星星座的通信仿真方法的流程示意图；
63.图8为本技术实施例提供的一种卫星星座的通信仿真装置的结构示意图；
64.图9为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
65.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。其中，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
66.并且，在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，a/b可以表示a或b；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况，另外，在本技术实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个。
67.随着通信技术的快速发展，极轨低轨卫星网络已经成为当前卫星通信的主要发展方向，由于星座网络拓扑结构的复杂性和时变性、星座高昂的造价和建造的复杂性，使得卫星星座通信仿真成为研究工作必不可少的重要环节。
68.现有技术中，对于低轨卫星星座网络通信的仿真，可以通过ns2去搭建星座网络，但是该软件的仿真只能基于静态星座拓扑结构，并不适用于异轨星间链路在高纬度地区由于激光通信指向器角度的限制，星座网络拓扑结构不断变化的情况；还可以联合matlab与stk(satellite tool kit，卫星工具包)进行联合仿真，stk进行星座的搭建，然后通过matlab进行星座路由，但是这种方法搭建复杂，扩展性能差，难以接入其他模块。
69.除此之外，现有的仿真技术往往没有考虑地形可能会对星地链路产生的遮挡情况。低轨卫星过短的通信周期，使得单颗卫星对于地面终端的连续覆盖时间只有十分钟左右，如果终端位于山脉等海拔高的建筑旁，很可能因为地形的遮挡，导致通信信号质量严重下降，甚至不能正常通信。因此现有技术中仿真星地之间的通信情况的精确率较低，容易导致星地之间无法正常通信。因此搭建一个卫星星座的通信仿真系统对卫星星座系统的通信情况进行仿真，对指导低轨卫星星座的建设有着重要的意义。
70.有鉴于此，本技术提供了一种卫星星座的通信仿真方法及装置，用于解决现有技
术仿真星地之间的通信情况的精确率较低，容易导致星地之间无法正常通信的问题。
71.为进一步说明本技术实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本技术实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本技术实施例提供的执行顺序。需要说明的是，本技术实施例中的所有位置信息均指的是地心惯性坐标系下的位置信息。
72.参见图1，为本技术实施例提供的一种卫星星座的通信仿真方法的流程示意图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
73.在步骤101中，获取卫星星座通信的初始化仿真数据。
74.其中，初始化仿真数据包括但不限于轨道参数、卫星参数、地面终端数据、地形数据、业务数据；其中轨道参数包括但不限于轨道的位置信息、轨道的数目、轨道倾角；卫星参数包括但不限于卫星的位置信息、卫星的数目；地面终端数据包括但不限于各个终端在地面的分布情况、终端的通信间隔时长；地形数据包括但不限于用户感兴趣的位置处的地形数据、地面的所有地形数据；业务数据包括但不限于各个终端发送数据包的类型、数据包发送的开始时间、数据包发送的结束时间、数据包发送终端、数据包接收终端。
75.其中，业务数据中是由一个个数据包组成，在每个数据包中，定义了该数据包的发送终端、发送时间以及接收终端。
76.在一个或多个实施例中，可以预设一个仿真步长和进行通信仿真的时间段；然后基于预设的仿真步长，将进行通信仿真的时间段离散化为多个仿真时刻；然后以仿真初始时刻为起点，以预设的仿真步长为间隔，对进行通信仿真的时间段内的每个仿真时刻依次进行通信仿真。正在进行通信仿真的仿真时刻为当前仿真时刻
77.其中，初始化仿真数据、预设的仿真步长以及进行通信仿真的时间段可以根据实际情况进行设置，也可以由人工根据经验值进行设置，本技术实施例对此不做限制。例如在进行仿真时，人工将需要的初始化仿真数据输入仿真装置，然后仿真装置根据本技术提供的卫星星座的通信仿真方法进行通信仿真。
78.在步骤102中，基于初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况。
79.在一个或多个实施例中，基于初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，包括：
80.基于初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路；基于初始化仿真数据中的地形数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况。
81.在一个或多个实施例中，基于初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路，可以执行为如图2所示的步骤：
82.在步骤201中，基于初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息。
83.在步骤202中，基于卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系。
84.在步骤203中，基于卫星和终端的连接关系、发送业务数据的发送终端的标识以及接收业务数据的接收终端的标识，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路。
85.在一个或多个实施例中，基于卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系，针对初始化仿真数据中的终端中的任意一个终端，可以具体实施为：基于卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定初始化仿真数据中的终端的覆盖卫星；若覆盖卫星为一颗，则确定覆盖卫星为终端的连接卫星；若覆盖卫星为多颗，则确定终端与每一颗覆盖卫星之间的距离；并基于终端与每一颗覆盖卫星之间的距离，从多颗覆盖卫星中选择距离终端最近的一颗卫星与终端建立连接。
86.示例性的，可以根据初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，计算当前仿真时刻下初始化仿真数据中的卫星参数中的所有卫星的星下点经纬度，以及当前仿真时刻下初始化仿真数据中的地面终端数据中的所有地面终端跟随地球自转后的位置坐标；然后根据所有卫星的星下点经纬度和所有地面终端的位置坐标，计算当前仿真时刻每颗卫星所覆盖的终端。如果存在某一终端被多颗卫星覆盖的情况，则根据终端与每一颗覆盖卫星之间的距离，从多颗覆盖卫星中选择距离终端最近的一颗卫星与终端建立连接。在确定出当前仿真时刻初始化仿真数据中所有终端的连接卫星之后，根据业务数据的发送终端的终端标识和接收终端的终端标识，确定出发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路。其中，终端标识可以是终端编号，本技术实施例对此不作限制。
87.在一个或多个实施例中，在确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路之后，可以基于初始化仿真数据中的地形数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，具体步骤如图3所示，其中，星地链路是上行星地链路和下行星地链路中的任意一个。图3所示的步骤如下所示：
88.在步骤301中，基于初始化仿真数据中的地形数据，将地形的表面划分成多个网格；
89.在步骤302中，基于多个网格，确定网格点集合；网格点集合中包括多个网格中海拔信息高于星地链路对应终端的海拔信息的网格点；
90.在步骤303中，若网格点集合中的各网格点与星地链路之间的距离均大于预设距离，则确定星地链路未被地形遮挡；
91.在步骤304中，若网格点集合中的至少一个网格点与星地链路之间的距离不大于预设距离，则确定星地链路被地形遮挡。
92.具体可实施为，在确定终端和其连接卫星之间的星地链路之后，采用有限网格划分技术，对初始化仿真数据中的地形数据中的地形的表面进行细小的四边形网格划分，得到如图4所示的多个四边形网格。然后从多个四边形网格中确定所有网格点在地心惯性坐标系下的坐标，将所有海拔信息高于星地链路对应终端的海拔信息的网格点，形成一个网格点集合；然后根据直线公式确定如图4所示的终端和卫星之间的星地链路的线段方程，以
及根据点到直线的最短距离公式，确定网格点集合中的各网格点与星地链路之间的距离。如果网格点集合中的所有网格点与星地链路之间的距离均大于预设距离，则认为该星地链路没有被地形遮挡，星地链路可以正常通信；若网格点集合中的至少一个网格点与星地链路之间的距离小于或者等于预设距离，则认为该星地链路被地形遮挡，星地链路不能正常通信。
93.其中，预设距离可以等于最大四边形单元对角线值的一半，也可以设定为其他值，本技术实施例对此不作限定。
94.示例性的，如图5所示，以矩形网格a1a2a3a4为例，判断该四边形网格是否遮挡星地链路l2和l3。此时首先可以计算出矩形网格a1a2a3a4的对角线l1长度为l1，可以将对角线l1的一半d＝l1/2设置为预设距离，然后计算出网格点a1、a2、a3、a4到直线l2和l3的距离，如果网格点a1、a2、a3、a4到直线l2的距离均大于预设距离d，则认为直线l2没有被矩形网格a1a2a3a4遮挡，如果网格点a1、a2、a3、a4中任意一点到直线l2的距离不大于预设距离d，则认为直线l2没有被矩形网格a1a2a3a4遮挡。同理，如果网格点a1、a2、a3、a4到直线l3的距离均大于预设距离d，则认为直线l3没有被矩形网格a1a2a3a4遮挡，如果网格点a1、a2、a3、a4中任意一点到直线l3的距离不大于预设距离d，则认为直线l3没有被矩形网格a1a2a3a4遮挡，从图5中可以看出一定存在某个网格点到直线l2的距离不大于预设距离d，所以直线l2被遮挡，而直线l3距离足够远没有被遮挡。
95.在步骤103中，基于上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑。
96.在一个或多个实施例中，基于上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑，包括：若上行星地链路和下行星地链路均未被地形遮挡，则基于初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑。
97.在一个或多个实施例中，基于初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑，可以执行为：
98.基于初始化仿真数据中的卫星参数，确定卫星的星下点的位置信息；
99.基于卫星的星下点的位置信息和初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系；
100.基于卫星之间的连接关系，确定星座网络拓扑。
101.在一个或多个实施例中，卫星的星下点的位置信息包括卫星的星下点的纬度信息，因此基于卫星的星下点的位置信息和初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系，可以执行为：
102.针对初始化仿真数据中的卫星参数中的任意一个卫星：
103.若卫星的星下点的纬度信息大于预设的星间链路断链纬度值，则基于初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星的同轨相邻卫星，并在卫星与同轨相邻卫星之间建立星间链路；
104.若卫星的星下点的纬度信息不大于预设值，则基于初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星的同轨相邻卫星和异轨相邻卫星，并在卫星与同轨相邻卫星之间、卫星与异轨相邻卫星之间分别建立星间链路；其中，由于在初始化仿真数据中的轨道参数中的首末两条轨道之间存在反向缝，因此在首末两条轨道的异轨卫星之间不建立星间链路。
105.具体可实施为，假设预设值为70度，则若当前卫星的星下点纬度大于70度，则确定该卫星不与异轨相邻卫星建立星间链路，只与同轨相邻卫星建立星间链路；若当前卫星的星下点纬度小于或者等于70度，则确定该卫星不仅与异轨相邻卫星建立星间链路，也与同轨相邻卫星建立星间链路；其中，由于第一条轨道和最后一条轨道之间存在反向缝，则第一条轨道和最后一条轨道的异轨卫星之间不建立星间链路。最后，对于直接相连，即可以建立星间链路的两个卫星在邻接矩阵对应位置赋权值1；对于不直接相连，即不可以建立星间链路的两个卫星在邻接矩阵对应位置权值赋无穷大；由此，可以根据卫星与卫星的连接关系，构建出一个二维邻接矩阵，根据此二维邻接矩阵在卫星之间进行连接，就构成了当前仿真时刻的整个星座网络拓扑。如图6所示，卫星之间的星间链路和卫星一起构成了某个仿真时刻的整个星座网络拓扑结构图。
106.在步骤104中，显示星座网络拓扑。
107.在一个或多个实施例中，本技术实施例中的方法还包括：基于上行星地链路、下行星地链路以及星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径；显示业务数据的路由路径。
108.在一个或多个实施例中，依据最小跳波束的准则，采用dijkstra(迪杰斯特拉算法)编写路由算法，从而确定业务数据的路由路径。路由算法的原理，也即基于上行星地链路、下行星地链路以及星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径，可以执行为：基于星座网络拓扑，确定发送业务数据的发送终端对应的卫星和接收业务数据的接收终端对应的卫星之间的星间链路；基于星间链路、上行星地链路和下行星地链路，确定业务数据的路由路径。
109.其中，发送业务数据的发送终端对应的卫星和接收业务数据的接收终端对应的卫星之间有可以传播业务数据包的n条路径(n为大于等于0的整数)，因此本技术中可以根据路由算法从发送终端与接收终端之间的n条路径中选择路径最短的一条路径作为业务数据的路由路径。其中，发送终端与接收终端之间的每一条路径都由上行星地链路、星间链路和下行星地链路组成。
110.如图6所示，为在通信仿真结束后，显示的某一仿真时刻上行星地链路和下行星地链路均未被地形遮挡的情况下，某个全球覆盖的极轨卫星星座的通信仿真结果展示图。其中，黑色的圆形表示地面终端，一个为发送终端，一个为接收终端；白色的圆形表示初始化仿真数据中的卫星参数中所有卫星；最细的黑色线条表示初始化仿真数据中的轨道参数中所有轨道；最粗的黑色线条表示当前仿真时刻的发送终端和接收终端之间的路由路径，包括发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路以及发送终端对应的卫星和接收终端对应的卫星之间的星间链路；不粗不细的黑色线条表示卫星之间的连接关系，即卫星之间的星间链路，所有的卫星和星间链路构成当前仿真时刻的星座网络拓扑。
111.另外，在本技术实施例中，在通信仿真结束后，还可以显示每个仿真时刻的地面终端分布、单星星地链路连接时长以及上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况。
112.为了便于理解，下面结合图7对本技术实施例提供的卫星星座的通信仿真方法的整体流程进一步说明：
113.在步骤701中，获取卫星星座通信的初始化仿真数据。
114.在步骤702中，判断通信仿真是否结束；若通信仿真结束，则执行步骤710；若通信
仿真未结束，则在步骤703中，基于初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定当前仿真时刻卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息。
115.在步骤704中，基于当前仿真时刻卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定当前仿真时刻卫星和终端的连接关系。
116.在步骤705中，基于当前仿真时刻卫星和终端的连接关系、发送终端的标识以及接收终端的标识，确定当前仿真时刻的上行星地链路，以及下行星地链路。
117.可实施为，基于卫星和终端的连接关系、发送业务数据的发送终端的标识以及接收业务数据的接收终端的标识，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路。
118.在步骤706中，判断上行星地链路和下行星地链路是否被地形遮挡；若至少一个星地链路被遮挡，则执行步骤709；若均未被遮挡，在步骤707中，基于当前仿真时刻卫星的星下点的位置信息和初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系。在步骤708中，基于卫星之间的连接关系，确定当前仿真时刻的星座网络拓扑；并基于上行星地链路、下行星地链路以及星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径；然后在步骤709中，针对下一仿真时刻进行通信仿真。
119.在步骤710中，显示每个仿真时刻的路由路径、星座网络拓扑以及上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况。
120.基于前文的描述，通过获取卫星星座通信的初始化仿真数据；基于初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况；基于上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑；并显示星座网络拓扑。本技术可以更加精确的仿真在实际地形情况下地面终端与卫星之间的通信情况、卫星之间的通信情况以及地面终端之间的通信情况，从而可以确定整个卫星星座系统的通信情况，为终端布局优化、星座优化提供参考，指导低轨卫星星座的建设。
121.基于相同的发明构思，本技术实施例还提供一种卫星星座的通信仿真装置，如图8所示，所述装置包括：
122.获取模块801，用于获取卫星星座通信的初始化仿真数据；
123.仿真模块802，用于基于所述初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况；所述仿真模块802，还用于基于所述上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑；
124.显示模块803，用于显示所述星座网络拓扑。
125.在一个或多个实施例中，执行所述基于所述初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况时，所述仿真模块802，具体用于：
126.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路；
127.基于所述初始化仿真数据中的地形数据，确定所述上行星地链路和所述下行星地链路的遮挡情况。
128.在一个或多个实施例中，执行所述基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业
务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路时，所述仿真模块802，具体用于：
129.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息；
130.基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系；
131.基于所述卫星和终端的连接关系、所述发送业务数据的发送终端的标识以及接收业务数据的接收终端的标识，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路。
132.在一个或多个实施例中，执行所述基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系时，所述仿真模块802，具体用于：
133.基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定所述初始化仿真数据中的终端的覆盖卫星；
134.若所述覆盖卫星为一颗，则确定所述覆盖卫星为所述终端的连接卫星；
135.若所述覆盖卫星为多颗，则确定所述终端与每一颗覆盖卫星之间的距离；并基于所述终端与每一颗覆盖卫星之间的距离，从所述多颗覆盖卫星中选择距离所述终端最近的一颗卫星与所述终端建立连接。
136.在一个或多个实施例中，执行所述基于所述初始化仿真数据中的地形数据，确定所述上行星地链路和所述下行星地链路的遮挡情况时，所述仿真模块802，具体用于：
137.基于所述初始化仿真数据中的地形数据，将所述地形的表面划分成多个网格；基于所述多个网格，确定网格点集合；所述网格点集合中包括所述多个网格中海拔信息高于所述星地链路对应终端的海拔信息的网格点；
138.若所述网格点集合中的各网格点与所述星地链路之间的距离均大于预设距离，则确定所述星地链路未被地形遮挡；
139.若所述网格点集合中的至少一个网格点与所述星地链路之间的距离不大于预设距离，则确定所述星地链路被地形遮挡；其中，所述星地链路是所述上行星地链路和所述下行星地链路中的任意一个。
140.在一个或多个实施例中，执行基于所述上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑时，所述仿真模块802，具体用于：
141.若所述上行星地链路和所述下行星地链路均未被地形遮挡，则基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑。
142.在一个或多个实施例中，执行所述基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑时，所述仿真模块802，具体用于：
143.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数，确定卫星的星下点的位置信息；
144.基于所述卫星的星下点的位置信息和所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系；
145.基于卫星之间的连接关系，确定星座网络拓扑。
146.在一个或多个实施例中，执行所述卫星的星下点的位置信息包括卫星的星下点的纬度信息；所述基于所述卫星的星下点的位置信息和所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系时，所述仿真模块802，具体用于：
147.针对所述初始化仿真数据中的卫星参数中的任意一个卫星：
148.若所述卫星的星下点的纬度信息大于预设的星间链路断链纬度值，则基于所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定所述卫星的同轨相邻卫星，并在所述卫星与同轨相邻卫星之间建立星间链路；
149.若所述卫星的星下点的纬度信息不大于预设的星间链路断链纬度值，则基于所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定所述卫星的同轨相邻卫星和异轨相邻卫星，并在所述卫星与同轨相邻卫星之间、所述卫星与异轨相邻卫星之间分别建立星间链路；
150.其中，所述初始化仿真数据中的轨道参数中的首末两条轨道的异轨卫星之间不建立星间链路。
151.在一个或多个实施例中，
152.所述仿真模块802，还用于基于所述上行星地链路、所述下行星地链路以及所述星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径；
153.所述显示模块803，还用于显示所述业务数据的路由路径。
154.在一个或多个实施例中，执行所述基于所述上行星地链路、所述下行星地链路以及所述星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径时，所述仿真模块802，具体用于：
155.基于所述星座网络拓扑，确定发送业务数据的发送终端对应的卫星和接收业务数据的接收终端对应的卫星之间的星间链路；
156.基于所述星间链路、所述上行星地链路和所述下行星地链路，确定所述业务数据的路由路径。
157.基于与本技术实施例相同的发明构思，本技术实施例提供了如图9所示的一种电子设备，如图9所示，包括：处理器901、通信接口902、存储器903和通信总线904，其中，处理器901，通信接口902，存储器903通过通信总线904完成相互间的通信；
158.所述存储器903中存储有计算机程序，当所述程序被所述处理器901执行时，使得所述处理器901执行如下步骤：
159.获取卫星星座通信的初始化仿真数据；
160.基于所述初始化仿真数据，确定上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况；
161.基于所述上行星地链路和下行星地链路的遮挡情况，确定星座网络拓扑；并显示所述星座网络拓扑。
162.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
163.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路、以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路；
164.基于所述初始化仿真数据中的地形数据，确定所述上行星地链路和所述下行星地链路的遮挡情况。
165.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
166.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和地面终端数据，确定卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息；
167.基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定卫星和终端的连接关系；
168.基于所述卫星和终端的连接关系、所述发送业务数据的发送终端的标识以及接收业务数据的接收终端的标识，确定发送业务数据的发送终端与对应的卫星之间的上行星地链路，以及接收业务数据的接收终端与对应的卫星之间的下行星地链路。
169.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
170.基于所述卫星的星下点位置信息，以及终端的位置信息，确定所述初始化仿真数据中的终端的覆盖卫星；
171.若所述覆盖卫星为一颗，则确定所述覆盖卫星为所述终端的连接卫星；
172.若所述覆盖卫星为多颗，则确定所述终端与每一颗覆盖卫星之间的距离；并基于所述终端与每一颗覆盖卫星之间的距离，从所述多颗覆盖卫星中选择距离所述终端最近的一颗卫星与所述终端建立连接。
173.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
174.基于所述初始化仿真数据中的地形数据，将所述地形的表面划分成多个网格；
175.基于所述多个网格，确定网格点集合；所述网格点集合中包括所述多个网格中海拔信息高于所述星地链路对应终端的海拔信息的网格点；
176.若所述网格点集合中的各网格点与所述星地链路之间的距离均大于预设距离，则确定所述星地链路未被地形遮挡；
177.若所述网格点集合中的至少一个网格点与所述星地链路之间的距离不大于预设距离，则确定所述星地链路被地形遮挡；其中，所述星地链路是所述上行星地链路和所述下行星地链路中的任意一个。
178.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
179.若所述上行星地链路和所述下行星地链路均未被地形遮挡，则基于所述初始化仿真数据中的卫星参数和轨道参数，确定星座网络拓扑。
180.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
181.基于所述初始化仿真数据中的卫星参数，确定卫星的星下点的位置信息；
182.基于所述卫星的星下点的位置信息和所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定卫星之间的连接关系；并基于卫星之间的连接关系，确定星座网络拓扑。
183.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
184.针对所述初始化仿真数据中的卫星参数中的任意一个卫星：
185.若所述卫星的星下点的纬度信息大于预设的星间链路断链纬度值，则基于所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定所述卫星的同轨相邻卫星，并在所述卫星与同轨相邻卫星之间建立星间链路；
186.若所述卫星的星下点的纬度信息不大于预设的星间链路断链纬度值，则基于所述初始化仿真数据中的轨道参数，确定所述卫星的同轨相邻卫星和异轨相邻卫星，并在所述卫星与同轨相邻卫星之间、所述卫星与异轨相邻卫星之间分别建立星间链路；
187.其中，所述初始化仿真数据中的轨道参数中的首末两条轨道的异轨卫星之间不建立星间链路。
188.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
189.基于所述上行星地链路、所述下行星地链路以及所述星座网络拓扑，确定业务数据的路由路径；显示所述业务数据的路由路径。
190.在一个或多个实施例中，所述处理器901执行如下步骤：
191.基于所述星座网络拓扑，确定发送业务数据的发送终端对应的卫星和接收业务数据的接收终端对应的卫星之间的星间链路；
192.基于所述星间链路、所述上行星地链路和所述下行星地链路，确定所述业务数据的路由路径。
193.上述电子设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口902用于上述电子设备与其他设备之间的通信。存储器可以包括随机存取存储器(random access memory，ram)，也可以包括非易失性存储器(non-volatile memory，nvm)，例如至少一个磁盘存储器。可选地，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。上述处理器可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器(network processor，np)等；还可以是数字指令处理器(digital signal processing，dsp)、专用集成电路、现场可编程门陈列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
194.在上述各实施例的基础上，本技术还提供了一种计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器，上述指令可由处理器执行以完成上述卫星星座的通信仿真方法。可选地，存储介质可以是非临时性计算机可读存储介质，例如，非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等。
195.由于上述提供的计算机可读取介质解决问题的原理与卫星星座的通信仿真方法相似，因此处理器执行上述计算机可读取介质中的计算机程序后，实现的步骤可以参见上述实施例，重复之处不再赘述。
196.在上述各实施例的基础上，本技术还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如本技术提供的卫星星座的通信仿真方法的任一方法。
197.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
198.本技术是参照根据本技术的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
199.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
200.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
201.显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内。