低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统的制作方法

本发明属于卫星星座链路，尤其涉及低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统。

背景技术：

1、ngso(非静止轨道)星座尤其是低轨星座，一般具有多星覆盖、高动态、快速时变等特性。在卫星接入方面，通常有以下几种接入与切换策略：距离优先策略、最大仰角策略、覆盖时间优先策略和仰角加权覆盖时间优先方案策略，用于判断地球站在多星覆盖的情况下选择接入ngso星座中的哪一个卫星。

2、目前常用的低轨宽带卫星星座链路接入与切换仿真系统所依靠的仿真策略有限，较多针对特定应用或在单一仿真场景中进行分析研究，无法根据所需场景对接入策略进行灵活变动，限制了系统的仿真能力；此外，一些现有仿真策略仅停留在理论方面，没有形成系统层面的仿真实现。因此，需要进一步研究具有灵活性的低轨宽带卫星星座链路的接入与切换策略仿真系统，以便精确高效的对频谱资源利用进行分配调度，并加强低轨宽带卫星星座的建设。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提出了低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统。

2、为了实现上述目的，本发明提出了一种低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，所述系统包括：

3、跟踪策略选择模块，用于提供跟踪策略模式选择列表；

4、卫星和地面站位置信息输入模块，用于接收当前时刻ngso星座中各卫星和各地面站的相关信息；和

5、仿真输出模块，用于根据选择的跟踪策略，输出当前时刻卫星波束和地面站的建链映射表。

6、作为上述系统的一种改进，所述跟踪策略选择模块提供的跟踪策略模式包括：最大仰角准则、最短距离准则、最长保持时间准则以及最大gso弧段隔离角准则。

7、作为上述系统的一种改进，所述卫星和地面站位置信息输入模块接收的相关信息包括：ngso星座的卫星数量、ngso星座中各卫星的星上波束数量、ngso星座中地面站的数量、当前时刻ngso星座中各卫星在ecf系下的三维位置坐标数组、ngso星座中各地面站在ecf系下的三维位置坐标数组以及卫星波束和地面站的建链映射表。

8、作为上述系统的一种改进，所述卫星波束和地面站的建链映射表用于记录ngso星座中卫星波束的建链情况，包括n行，2列，每行对应一个地面站，第1列为各地面站与之建链的卫星的编号，第2列为对应卫星服务该地面站的波束号。

9、作为上述系统的一种改进，所述仿真输出模块包括最大仰角准则输出单元、最短距离准则输出单元、最长保持时间准则输出单元以及最大gso弧段隔离角输出单元。

10、作为上述系统的一种改进，所述最大仰角准则输出单元的处理过程具体包括：

11、遍历每个地面站，对于第i个地面站，进行以下处理：

12、对于每颗卫星，根据卫星在ecf系下的三维位置坐标、地面站在ecf系下的三维位置，判断该卫星与该地面站是否满足最大仰角，如果是，则在卫星波束和地面站的建链映射表对应该地面站的第i行的第1列记录该卫星的编号，第2列记录波束号；

13、直至遍历完所有地面站，得到基于最大仰角准则的卫星波束和地面站的建链映射表。

14、作为上述系统的一种改进，所述最短距离准则输出单元的处理过程具体包括：

15、遍历每个地面站，对于第i个地面站，进行以下处理：

16、对于每颗卫星，根据卫星在ecf系下的三维位置坐标、地面站在ecf系下的三维位置，判断该卫星与该地面站是否满足最短距离，如果是，则在卫星波束和地面站的建链映射表对应该地面站的第i行的第1列记录该卫星的编号，第2列记录波束号；

17、直至遍历完所有地面站，得到基于最短距离准则的卫星波束和地面站的建链映射表。

18、作为上述系统的一种改进，所述最长保持时间准则输出单元的处理过程具体包括：

19、遍历每个地面站，对于第i个地面站，进行以下处理：

20、逐一获取前一时刻与第i个地面站建链的卫星是否还能建链，判断为是，则在卫星波束和地面站的建链映射表对应该地面站的第i行的第1列记录该卫星的编号，第2列记录波束号；

21、利用后推一段时间内卫星波束和地面站映射表集合，计算对于当前地面站各卫星可建链的剩余时长，选择时长最长的卫星接入，依次记录到建链映射表。

22、作为上述系统的一种改进，所述最大gso弧段隔离角输出单元的处理过程具体包括：

23、在gso弧段上以设定的步长取点，计算取得的点在ecf系下的三维坐标；

24、遍历每个地面站，对于第i个地面站，进行以下处理：

25、对于每颗卫星，根据卫星在ecf系下的三维位置坐标、地面站在ecf系下的三维位置，以及gso弧段上的点在ecf系下的三维坐标，判断该卫星与该地面站是否满足最大gso弧段隔离角，如果是，则在卫星波束和地面站的建链映射表对应该地面站的第i行的第1列记录该卫星的编号，第2列记录波束号；

26、直至遍历完所有地面站，得到基于最短距离准则的卫星波束和地面站的建链映射表。

27、与现有技术相比，本发明的优势在于：

28、1、本发明的系统有效提升了低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统在多种场景下的仿真灵活性和仿真分析能力，适应低轨宽带卫星星座链路仿真系统多场景化发展的趋势，可对频谱资源的合理分配提供参考；

29、2、本发明的系统将最大仰角准则跟踪策略、最短距离准则跟踪策略、最长保持时间准则跟踪策略以及最大gso弧段隔离角准则跟踪策略进行了模块化实现，并可根据对应跟踪策略输出当前时刻卫星波束和地面站的建链映射表，增加了仿真系统的用户可操作性。

技术特征：

1.一种低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述系统包括：

2.根据权利要求1所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述跟踪策略选择模块提供的跟踪策略模式包括：最大仰角准则、最短距离准则、最长保持时间准则以及最大gso弧段隔离角准则。

3.根据权利要求1所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述卫星和地面站位置信息输入模块接收的相关信息包括：ngso星座的卫星数量、ngso星座中各卫星的星上波束数量、ngso星座中地面站的数量、当前时刻ngso星座中各卫星在ecf系下的三维位置坐标数组、ngso星座中各地面站在ecf系下的三维位置坐标数组以及卫星波束和地面站的建链映射表。

4.根据权利要求3所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述卫星波束和地面站的建链映射表用于记录ngso星座中卫星波束的建链情况，包括n行，2列，每行对应一个地面站，第1列为各地面站与之建链的卫星的编号，第2列为对应卫星服务该地面站的波束号。

5.根据权利要求4所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述仿真输出模块包括最大仰角准则输出单元、最短距离准则输出单元、最长保持时间准则输出单元以及最大gso弧段隔离角输出单元。

6.根据权利要求5所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述最大仰角准则输出单元的处理过程具体包括：

7.根据权利要求5所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述最短距离准则输出单元的处理过程具体包括：

8.根据权利要求5所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述最长保持时间准则输出单元的处理过程具体包括：

9.根据权利要求5所述的低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，其特征在于，所述最大gso弧段隔离角输出单元的处理过程具体包括：

技术总结
本发明公开了低轨宽带卫星星座链路接入与切换策略仿真系统，该系统包括：跟踪策略选择模块，用于提供跟踪策略模式选择列表；卫星和地面站位置信息输入模块，用于接收当前时刻NGSO星座中各卫星和各地面站的相关信息；和仿真输出模块，用于根据选择的跟踪策略，输出当前时刻卫星波束和地面站的建链映射表。本发明适应低轨宽带卫星星座链路仿真系统多场景化发展的趋势，可对频谱资源的合理分配提供参考；并可根据对应跟踪策略输出当前时刻卫星波束和地面站的建链映射表，增加了仿真系统的用户可操作性。

技术研发人员：潘冀,韩锐,张晓燕,石会鹏,杨夏青,刘畅,卢伟俊,崔晓曼
受保护的技术使用者：国家无线电监测中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12