[发明专利]低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法和装置

说明书

本发明提供一种低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法和装置，包括：确定地面高风险区域对应的上空低轨卫星节点为危险节点；基于所述危险节点和低轨卫星中与高风险区域之间的最小距离确定节点间数据包转发的最近可用轨道平面；基于所述最近可用轨道平面确定所述节点间数据包转发的路由，并在执行该路由进行所述数据包转发的每一跳更新所述路由。本发明提供的方法和装置，实现了低轨卫星网络中数据包的传输路径避开高风险区域的上空。

技术领域

本发明涉及低轨卫星网络技术领域，尤其涉及一种低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法和装置。

背景技术

与传统的地面互联网相比，低轨(Low Earth Orbit，LEO)卫星网络具有覆盖范围广，延迟低等优点，并且逐渐成为越来越重要的信息基础设施。许多公司提出了建设卫星互联网的计划并且已经发送了多颗卫星。例如，SpaceX公司提出星链计划，到目前为止，已经发射了1085颗卫星，计划总共发射约12,000颗卫星。此外，亚马逊和Telesat计划分别发射3,236和超过1,600颗卫星。同时，与LEO卫星网络相关的研究工作也得到日益重视。无论在学术界或商业领域，LEO卫星网络都得到了广泛的关注。

与此同时，LEO卫星网络的安全性问题也引起了很大的关注。一方面，虽然卫星发射成本的降低加快了大型低轨卫星网络建设的步伐，但是，降低成本也将不可避免地降低卫星抵抗安全威胁的能力。另一方面，LEO卫星网络可以提供全球网络覆盖范围，这与本国区域内的传统地面网络基础设施大不相同。当卫星在其归属国空域以外运行时，卫星的安全管控将面临着很大的限制。尤其当卫星处于高风险区域上空时，卫星面临着巨大的安全风险，例如窃听，劫持甚至是物理破坏，从而使得用户数据面临着更大的安全风险。因此，设计一种方案来使得用户数据包能够绕过高风险区域，从而避免遭受攻击对LEO卫星网络来说至关重要。

因此，如何避免现有的低轨卫星处于高风险区域上空时，卫星面临的巨大的被窃听的安全风险，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法和装置，用以解决现有的低轨卫星处于高风险区域上空时，卫星面临的巨大的被窃听的安全风险的问题，通过计算当前时刻高风险区域上空的低轨卫星网络中的危险卫星节点，从危险卫星节点推出安全边界区域即最近可用轨道平面，然后基于所述最近可用轨道平面确定当前时刻数据包的路由规则，在后续执行该路由规则时的每一跳都对该路由规则进行更新并以更新后的路由规则确定下一跳目标节点低轨卫星，如此可以使得数据包的转发在任一时刻都避开高风险区域的上空，避开该高风险区域的上方潜在的对传输数据的危险行为。

本发明提供一种低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法，包括：

确定地面高风险区域对应的上空低轨卫星节点为危险节点；

基于所述危险节点和低轨卫星中与高风险区域之间的最小距离确定节点间数据包转发的最近可用轨道平面；

基于所述最近可用轨道平面确定所述节点间数据包转发的路由，并在执行该路由进行所述数据包转发的每一跳更新所述路由。

根据本发明提供的一种低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法，所述确定地面高风险区域对应的上空低轨卫星节点为危险节点，具体包括：

基于低轨卫星运动的角速度和轨道平面倾斜度确定每个低轨卫星的地面投影轨迹；

基于所述地面投影轨迹和地面高风险区域的边界点绝对坐标确定与所述地面高风险区域地理距离不超过对应的低轨卫星地面覆盖半径的低轨卫星节点；

确定所有所述低轨卫星节点的集合为危险节点。

根据本发明提供的一种低轨卫星网络中避开高风险区域的路由方法，所述基于低轨卫星运动的角速度和轨道平面倾斜度确定每个低轨卫星的地面投影轨迹，具体包括：