一种遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法及系统与流程

1.本发明涉及遥感卫星技术领域，具体来说，涉及一种遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法及系统。


背景技术：

2.近年来，越来越多的遥感卫星系统采用星座构型设计，并采用多个地面接收站协同工作，以提高系统的观测能力和数据传输的效率。遥感卫星系统规划、设计需要对遥感卫星的业务链路联通能力、效率和效果进行仿真分析，从而对其未来在轨工作的效果进行预判与优化设计，这一分析过程中，需要对遥感卫星星地链路建链的行为和效果进行仿真。
3.多星多站遥感系统的星地链路建链关系复杂，即当某地地面的接收站同时可见多颗遥感卫星时，选择和其中哪一颗星建立通信链路；另一方面，当一颗遥感卫星过境，同时可见多个地面站时选择哪一个站建立通信链路；同时出现一站多星和一星多站情况下，由星选站还是由站选星，这些策略的建立和仿真实现，对应遥感卫星的资源统筹调配、效能正常发挥关系重大。
4.目前国内尚无关于多星多站遥感卫星建立有效工作链路的统一方法，从而往往造成地面资源的浪费和卫星数据无法高效下传等问题。


技术实现要素：

5.针对相关技术中的问题，本发明提出一种遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法及系统，能够实现多星多站遥感卫星系统建立工作链路的行为仿真，提升遥感星座系统的资源优化配置水平和使用效率。
6.本发明的技术方案是这样实现的：
7.根据本发明的一个方面，提供了一种遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法，其中，所述遥感卫星系统具有多个遥感卫星和多个地球站。
8.该遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法包括：
9.确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路；并确定各个可视链路的可见持续时间；
10.以遥感卫星系统轨道历元时刻为初始时间节点，在各个可视链路中选择所述初始时间节点下可见持续时间最长的可视链路建立工作链路；并对其他可视链路中的遥感卫星和地球站进行重新组合建立工作链路；
11.对所有的工作链路进行分析，确定所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并获取该工作链路的可见持续时间结束时刻，以所述结束时刻作为判断时间节点；
12.在判断时间节点下对每个地球站的状态进行判断；并根据判断出的地球站状态，建立最终的工作链路。
13.进一步的，确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路包括：对遥感卫星系
统进行分析，确定遥感卫星系统中每个遥感卫星的初始相位参数；根据每个遥感卫星的初始相位参数，确定每个遥感卫星的空间位置，根据该空间位置，确定遥感卫星与地球站之间的可视链路。
14.此外，该遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法还包括：在仿真时间结束之前，持续判断所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并将该工作链路的可见持续时间结束时刻更新为判断时间节点。
15.进一步的，所述地球站状态包括：
16.在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间未结束；
17.在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间已结束；
18.在判断时间节点时，所述地球站处于空闲状态。
19.进一步的，根据判断出的地球站状态，建立最终的工作链路包括：
20.地球站状态为在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间未结束，则保持已有工作链路；
21.地球站状态为在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间已结束，则释放工作链路，并在当前可见遥感卫星中，选择可见持续时间最长的遥感卫星建立新的工作链路；
22.地球站状态为在判断时间节点时，所述地球站处于空闲状态，则判断是否具有可视链路的遥感卫星，并判断结果为具有可视链路的遥感卫星的情况下，选择可见持续时间最长的可视链路建立工作链路。
23.根据本发明的另一方面，提供了一种遥感卫星系统工作链路建立的仿真系统，其中，所述遥感卫星系统具有多个遥感卫星和多个地球站。
24.该遥感卫星系统工作链路建立的仿真系统包括：
25.可见时间确定模块，用于确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路；并确定各个可视链路的可见持续时间；
26.初始链路建立模块，用于以遥感卫星系统轨道历元时刻为初始时间节点，在各个可视链路中选择所述初始时间节点下可见持续时间最长的可视链路建立工作链路；并对其他可视链路中的遥感卫星和地球站进行重新组合建立工作链路；
27.判断时间节点确定模块，用于对所有的工作链路进行分析，确定所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并获取该工作链路的可见持续时间结束时刻，以所述结束时刻作为判断时间节；
28.最终链路建立模块，用于在判断时间节点下对每个地球站的状态进行判断；并根据判断出的地球站状态，建立最终的工作链路。
29.进一步的，所述可见时间确定模块在确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路时，对遥感卫星系统进行分析，确定遥感卫星系统中每个遥感卫星的初始相位参数；并根据每个遥感卫星的初始相位参数，确定每个遥感卫星的空间位置，再根据该空间位置，确定遥感卫星与地球站之间的可视链路。
30.进一步的，所述判断时间节点确定模块还用于在仿真时间结束之前，持续判断所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并将该工作链路的可见持续时间结束时刻更新为判断时间节点。
31.进一步的，所述地球站状态包括：
32.在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间未结束；
33.在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间已结束；
34.在判断时间节点时，所述地球站处于空闲状态。
35.进一步的，所述最终链路建立模块在根据判断出的地球站状态，建立最终的工作链路时包括：
36.地球站状态为在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间未结束，则保持已有工作链路；
37.地球站状态为在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间已结束，则释放工作链路，并在当前可见遥感卫星中，选择可见持续时间最长的遥感卫星建立新的工作链路；
38.地球站状态为在判断时间节点时，所述地球站处于空闲状态，则判断是否具有可视链路的遥感卫星，并判断结果为具有可视链路的遥感卫星的情况下，选择可见持续时间最长的可视链路建立工作链路。
39.有益效果：对比传统的多星多站遥感卫星系统链路仿真方法，即单独分析每颗星独立与指定地球站间的链路相比，本发明能够实现多星多站遥感卫星系统建立工作链路的行为仿真，提升遥感星座系统的资源优化配置水平和使用效率，且更反映遥感卫星系统的实际工作模式和工作状态，因此得到的仿真结果和分析结论在统计上更接近遥感卫星系统功能指标的实际状态水平。
附图说明
40.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
41.图1是根据本发明实施例的遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法的流程示意图；
42.图2是根据本发明实施例的遥感卫星系统工作链路建立的仿真系统的结构框图。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.根据本发明的实施例，提供了一种遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法及系统，其中，所述遥感卫星系统具有多个遥感卫星和多个地球站。
45.如图1所示，根据本发明实施例的遥感卫星系统工作链路建立的仿真方法包括：
46.步骤s101，确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路；并确定各个可视链路的可见持续时间；
47.步骤s103，以遥感卫星系统轨道历元时刻为初始时间节点，在各个可视链路中选择所述初始时间节点下可见持续时间最长的可视链路建立工作链路；并对其他可视链路中的遥感卫星和地球站进行重新组合建立工作链路；
48.步骤s105，对所有的工作链路进行分析，确定所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并获取该工作链路的可见持续时间结束时刻，以所述结束时刻作为判断时间节点；
49.步骤s107，在判断时间节点下对每个地球站的状态进行判断；并根据判断出的地球站状态，建立最终的工作链路。
50.如图2所示，根据本发明实施例的遥感卫星系统工作链路建立的仿真系统包括：
51.可见时间确定模块201，用于确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路；并确定各个可视链路的可见持续时间；
52.初始链路建立模块203，用于以遥感卫星系统轨道历元时刻为初始时间节点，在各个可视链路中选择所述初始时间节点下可见持续时间最长的可视链路建立工作链路；并对其他可视链路中的遥感卫星和地球站进行重新组合建立工作链路；
53.判断时间节点确定模块205，用于对所有的工作链路进行分析，确定所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并获取该工作链路的可见持续时间结束时刻，以所述结束时刻作为判断时间节；
54.最终链路建立模块207，用于在判断时间节点下对每个地球站的状态进行判断；并根据判断出的地球站状态，建立最终的工作链路。
55.具体应用时，在确定每个遥感卫星和每个地球站之间的可视链路时，则可对遥感卫星系统进行分析，确定遥感卫星系统中每个遥感卫星的初始相位参数；并根据每个遥感卫星的初始相位参数，确定每个遥感卫星的空间位置，再根据该空间位置，确定遥感卫星与地球站之间的可视链路。
56.而对于地球站状态来说，其则可包括三个方面，具体如：1、在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间未结束；2、在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间已结束；3、在判断时间节点时，所述地球站处于空闲状态。
57.在上述三个状态下，建立最终的工作链路的方法则对应如下：当地球站状态为状态1(为在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间未结束)时，则保持已有工作链路；通过该工作链路进行对应数据处理即可。而当地球站状态为状态2(在判断时间节点时，所述地球站的工作链路的可见持续时间已结束)时，则说明该工作链路并非是最优链路，此时则可释放该工作链路，并在当前可见遥感卫星中，选择可见持续时间最长的遥感卫星建立新的工作链路。而地球站状态为状态3(在判断时间节点时，所述地球站处于空闲状态)时，则说明目前该地球站并未工作链路，当需要建立工作链路时，则先判断是否具有可视链路的遥感卫星，在具有可视链路的遥感卫星的情况下，选择可见持续时间最长的可视链路建立工作链路。此时的具有可视链路的遥感卫星包含新加入遥感卫星系统的遥感卫星。
58.此外，在具体应用时，为了保持建立最优的工作链路，本发明还包括：在仿真时间结束之前，持续判断所述初始时间节点下，所有工作链路中可见持续时间最短的工作链路，并将该工作链路的可见持续时间结束时刻更新为判断时间节点。而这能够保持在仿真时间
结束之间，判断时间节点始终为最新判断出的可见时间最短的工作链路的可见持续结束时间。
59.此外，本发明在可见条件下选择建链有效工作链路的原则是链路持续可见时间最长，在实际应用时中，也可以选择其他建链条件，如：仰角最高、链路距离最近、信号功率最强等。
60.综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明能够实现多星多站遥感卫星系统建立工作链路的行为仿真，提升遥感星座系统的资源优化配置水平和使用效率，且更反映遥感卫星系统的实际工作模式和工作状态，因此得到的仿真结果和分析结论在统计上更接近遥感卫星系统功能指标的实际状态水平。
61.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。