[发明专利]一种中继卫星业务需求预处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种中继卫星系统应用领域，特别是关于一种中继卫星业务需求预处理方法及系统。

背景技术

中继卫星系统是利用地球静止或高轨道卫星对中低轨道航天器和非航天器等用户目标进行跟踪测控和数据中继的空间信息传输系统。

中继卫星系统业务具有如下特点：同时存在多类型天线执行中继业务，并且业务必须在用户目标可视窗口范围内进行；用户目标通常具有高动态性和一定的轨道特征，业务时空跨度大；中继卫星提供服务的具体方式是通过单址天线转动或多址天线数字波束合成跟踪指向用户。随着我国航天任务复杂度和需求数量的增大，受限于地面站和同步轨道轨位资源，中继卫星系统将更加广泛应用于包括载人航天、高分辨率对地观测、空间快速应急响应、天基预警等任务，用户需求呈现多样化特点。系统实际应用表明：对多样化用户需求的处理环节是影响系统应用效益的关键。

目前，学术界和卫星运控部门限于中继卫星系统业务的复杂性和多样性，关于提升系统效益的研究主要集中在优化资源分配算法方面，对用户需求分析及其中继业务特征的研究较少。从可查阅的资料看，研究思路通常是基于给定中继业务输入和业务不可分解的条件下，针对资源分配算法本身开展优化工作，提升中继卫星系统效益。然而，从系统实际运控看，中继资源分配过程与用户业务需求规划这两个环节相互影响，如果仅考虑从业务需求规划到资源分配的单向信息传递，难以达到资源分配结果与业务需求规划方案的匹配，从而影响全局优化效果。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种中继卫星业务需求预处理方法及系统，其能够统一处理多样化业务需求和工作约束，为中继系统分配提供较为完整同时具有一定柔性的输入信息，从而提升系统应用效率。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种中继卫星业务需求预处理方法，其特征在于包括以下步骤：1)获取业务中心的中继用户原始需求集合α和中继用户主要约束集合β；2)设定表征用户中继业务的特征参数集合γ的约束条件；3)根据中继用户原始需求集合α和中继用户主要约束集合β以及约束条件，得到表征用户中继业务的特征参数集合γ，完成对中继卫星业务需求预处理。

进一步，所述步骤1)中，中继用户原始需求集合α包括用户数据量传输需求V_d、对用户跟踪测量的轨道覆盖需求C_o和业务发生在特定时空范围内的需求D_t,s。

进一步，所述步骤1)中，中继用户主要约束集合β包括业务开始时刻可延迟的时长约束L_tmax、对数据中继传输速率的约束R_bmax、用户中继终端载荷工作时长约束最大值T_max和最小值T_min、同一用户所属相邻业务最大时间间隔T_gmax和最小时间间隔T_gmin以及用户自身任务规划周期的时长跨度约束T_p。

进一步，所述步骤2)中，表征用户中继业务的特征参数集合γ的约束条件为：

其中，T_n,d为第n个中继业务时长；R_n,b为第n个中继业务的传输速率；L_n,t为第n个业务开始时刻的容忍延迟；T_n,g为第(n+1)个业务开始时刻距第n个业务结束时刻时间间隔。