[发明专利]一种空间互联网卫星地面站天地资源分配方法和系统

说明书

本发明公开了一种空间互联网卫星地面站天地资源分配方法和系统，将规划周期划分为若干个等间隔的时间片，在每个时间片内，遍历进站卫星和地面资源，基于用户优先原则按照资源利用率最大化对天地资源进行分配，在解决进站卫星多、地面资源少带来的资源冲突问题同时，保证了星座服务性能最优，解决了现有的空间互联网星座天地资源算法无法实现整个系统的资源利用率最大化，保证整个星座服务性能最优的技术问题。

技术领域

本发明涉及航天测控技术领域，尤其涉及一种空间互联网卫星地面站天地资源分配方法和系统。

背景技术

空间互联网星座卫星运行到地面测控站的跟踪弧段内时，可与地面站建立通信连接，提供通信服务。天地资源分配就是寻求卫星与地面站的最优建链关系，实现星座服务效能的最大化，天地资源分配算法需要决策任务周期内哪颗卫星与哪个地面站建立链接，每一条建链信息应包含卫星标识、地面站标识、建链时刻以及释链时刻等要素。

现有的天地资源分配方法多针对单星、卫星编队或中小型星座设计，根据测站跟踪预报，当卫星进站时，即为其分配地面测运控资源，等卫星出站时，则将其占用的地面测运控资源释放。由于空间互联网星座的卫星数目众多，同一时间段内有许多卫星进站，而每个测站的资源有限，无法满足所有进站卫星的服务需求，同时进站卫星数目与可用地面站资源数目之间存在较大的冲突，需要进行冲突消解，决策哪些卫星可以获得建链，使星座服务效能最大化。因此，如何实现在空间互联网星座的卫星数目较少和较多的情况下的天地资源分配，以达到整个系统的资源利用率最大化，保证整个星座服务性能最优，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种空间互联网卫星地面站天地资源分配方法和系统，用于解决现有的空间互联网星座天地资源无法实现整个系统的资源利用率最大化，保证整个星座服务性能最优的技术问题。

有鉴于此，本发明第一方面提供了一种空间互联网卫星地面站天地资源分配方法，包括：

获取卫星标识、地面站标识和地面站跟踪预报信息，地面站跟踪预报信息包括卫星进站时间和出站时间；

根据地面站跟踪预报信息将进站卫星按照进站时间的先后进行排序；

将每个地面站的规划周期划分为多个等间隔的时间片；

在单个时间片内定义需要规划的卫星集合和准空闲资源集合，判断是否需要冲突消解；

若不需要冲突消解，则在单个时间片内，根据用户优先原则，利用准空闲资源集合对需要规划的卫星集合进行资源分配，将已分配的需要规划的卫星集合中的卫星移出需要规划的卫星集合，直至需要规划的卫星集合为空；

若需要冲突消解，则在单个时间片内，根据用户优先原则，利用准空闲资源集合对需要规划的卫星集合进行资源分配，将已分配的需要规划的卫星集合中的卫星移出需要规划的卫星集合，直至准空闲资源集合为空；

在单个时间片内的资源匹配完成后，开始下一个时间片的资源匹配，并判断规划周期是否结束，若否，则返回在下一个时间片内定义需要规划的卫星集合和准空闲资源集合，判断是否需要冲突消解的步骤，若是，则输出第一规划结果。

可选地，采用分布式并行分配方式同时分配每个地面站的资源分配。

可选地，还包括：

在需要规划的卫星集合为空时，将单个时间片内链接结束但尚未匹配建链的资源标记为空闲，并对所有建链的卫星进行标记；

在准空闲资源集合为空时，将单个时间片内链接结束但尚未匹配建链的资源标记为空闲；

将所有地面站的第一规划结果集中去重，将卫星在同一时间段内同两个以上与地面站建链的链接去重，仅保留一条链接，输出第二规划结果。