[发明专利]空间信息网络多维资源一体化表征方法

权利要求书

1.一种空间信息网络多维资源一体化表征方法，包括：

(1)初始化待表征空间信息网络的观测卫星顶点集合OS＝{os₁,os₂,...,os_n}，中继卫星顶点集合RS＝{rs₁,rs₂,...,rs_n}，地面站顶点集合GS＝{gs₁,gs₂,...,gs_n}，待观测目标顶点集合OB＝{ob₁,ob₂,...,ob_n}和虚拟顶点v_r。其中os_i表示第i个观测卫星顶点，rs_i表示第i个中继卫星顶点，gs_i表示第i个地面站顶点，ob_i表示第i个待观测目标顶点，i∈[1,n],n∈[1,+∞)；

(2)初始化一张空白的有向图，将有向图的规划周期T划分为M个时隙，每个时隙的长度为τ＝T/M,T∈(0,+∞),M∈[1,+∞)；

(3)在步骤(2)中的有向图的每个时隙τ中添加步骤(1)中初始化的空间信息网络顶点，即观测卫星顶点、中继卫星顶点、地面站顶点、待观测目标顶点和虚拟顶点；

(4)将步骤(1)中初始化的各种集合导入到Satellite Tool Kit软件中，根据该软件中的星历表判断每个时隙τ内观测卫星与待观测目标可见关系，及中继卫星与地面站之间的可见关系，并对这些可见关系进行记录；

(5)在步骤(3)有向图中的各顶点之间添加不同功能的弧，完成对资源关系时变图的构建：

(5a)根据步骤(4)中记录的可见关系，在步骤(3)有向图中的各顶点之间添加观测弧和传输弧：

如果在每个时隙τ内观测卫星与待观测目标相互可见，则在观测卫星顶点与待观测目标顶点之间添加观测弧；

如果在每个时隙τ内观测卫星与中继卫星相互可见，则在观测卫星顶点与中继卫星顶点之间添加传输弧；

如果在每个时隙τ内观测卫星与地面站相互可见，则在观测卫星顶点与地面站顶点之间添加传输弧；

根据中继卫星顶点与地面站顶点始终可见的特性，在每一个时隙的中继卫星顶点与地面站顶点之间添加传输弧；

(5b)在观测卫星顶点、中继卫星顶点和地面站顶点的相邻时隙之间添加存储弧，在观测卫星顶点与虚拟顶点之间添加计算弧，至此完成对资源关系时变图的构建；

(6)使用资源关系时变图中的各种功能的弧表征空间信息网络中的各种资源。

2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(3)中在有向图中添加观测顶点、存储顶点、传输顶点和虚拟顶点，按如下步骤进行：

(3a)将第k个时隙的观测卫星顶点拆分成成像仪顶点图像压缩模块顶点和存储传输顶点这三部分，其中i表示各种顶点的第i个，i∈[1,n]，n表示各种顶点的上界，n∈[1,+∞)，k表示第k个时隙，k∈[1,M]，M表示时隙的个数，M∈[1,+∞)；

(3b)在有向图的第k层添加成像仪顶点图像压缩模块顶点存储传输顶点中继卫星顶点地面站顶点待观测目标顶点这四种顶点按照顺序依次横向排布在有向图的第k层；

(3c)在有向图的第一层，添加虚拟顶点v_r，用于收集被压缩掉的数据量。

3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(5a)中在观测卫星顶点与待观测目标顶点之间添加观测弧，是指在该两者之间画一条从待观测目标顶点到观测卫星成像仪顶点的有向线段其中的容量为：rc_j为观测卫星成像仪的观测速率，i,j∈[1,n]，n表示观测卫星成像仪顶点数目的上界，n∈[1,+∞)，k表示第k个时隙，k∈[1,M]，M表示时隙的个数，M∈[1,+∞)。

4.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(5a)中在观测卫星顶点与中继卫星顶点之间添加传输弧，是指在该两者之间画一条从观测卫星存储传输顶点到中继卫星顶点的有向线段其中的容量为：rt_i为观测卫星顶点st_i到中继卫星顶点rs_i的链路传输速率。