一种巨型星座天基测控组网仿真方法及系统与流程

本技术涉及仿真，更具体的说，本技术涉及一种巨型星座天基测控组网仿真方法及系统。

背景技术：

1、仿真技术是一种通过计算机模拟和模仿真实世界系统、过程或环境的方法，旨在深入了解其行为、性能和相互关系，涉及多个领域，包括虚拟现实、数值模拟、计算流体力学等，为航空航天、医学、制造业等行业提供了强大的工具，通过仿真，人们能够进行安全而经济高效的系统测试、优化设计，并预测在不同条件下的表现，从而推动创新、降低成本，并提高系统的可靠性与效率。

2、巨型星座天基测控组网仿真技术是一种利用计算机模型和仿真工具来模拟整个卫星网络运行的方法，然而在现有的仿真技术中，由于在轨道交汇处卫星上的发射器和接收器之间的方位角变化速度迅速增加，会造成通信链路在交汇前后迅速中断和重建，导致难以仿真出卫星链路的局部拓扑结构发生的动态变化，因此如何对仿真过程中卫星在轨道交汇处通信链路的局部拓扑结构进行时间补偿，从而减小方位角变化速度迅速增加对仿真的影响，进而实现卫星通信链路的局部拓扑结构动态仿真成为了业界面临的难题。

技术实现思路

1、本技术提供一种巨型星座天基测控组网仿真方法及系统，可对仿真过程中卫星在轨道交汇处通信链路的局部拓扑结构进行时间补偿，从而减小方位角变化速度迅速增加对仿真的影响，进而实现卫星通信链路的局部拓扑结构动态仿真。

2、第一方面，本技术提供一种巨型星座天基测控组网仿真方法，包括：

3、启动巨型星座天基测控组网仿真，获取目标巨型星座的卫星轨道数据集；

4、根据预设的筛选阈值对所述卫星轨道数据集进行筛选，得到卫星轨道的测控数据集；

5、通过所述测控数据集确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列，进而由所述测控序列确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域；

6、根据每个链路探测域在所述测控数据集中对应的近地点幅角确定各个链路探测域的仿真拓扑量；

7、通过所述仿真链路域和所有的仿真拓扑量确定目标巨型星座中每颗卫星在轨道交汇处的仿真补偿系数；

8、根据所有的仿真补偿系数对巨型星座天基测控组网中对应的卫星进行仿真补偿。

9、在一些实施例中，通过所述测控数据集确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列具体包括：

10、确定所述测控数据集中每个测控数据的平近点角速度的偏离量；

11、通过所有的偏离量确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列。

12、在一些实施例中，通过所有的偏离量确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列具体包括：

13、通过所有的偏离量确定偏离量序列；

14、确定所述偏离量序列的差异特征；

15、通过所述差异特征和所述偏离量序列确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列。

16、在一些实施例中，由所述测控序列确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域具体包括：

17、通过所述测控序列确定目标巨型星座的通信链路的稳定系数；

18、根据所述稳定系数和所述测控序列确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域。

19、在一些实施例中，根据所述稳定系数和所述测控序列确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域具体包括：

20、根据所述测控序列对所述测控数据集中的测控数据进行划分，得到测控数据目标集和测控数据剩余集；

21、通过所述测控数据目标集、所述测控数据剩余集和所述稳定系数确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域。

22、在一些实施例中，根据每个链路探测域在所述测控数据集中对应的近地点幅角确定各个链路探测域的仿真拓扑量具体包括：

23、选取一个链路探测域；

24、确定该个链路探测域的跟踪误差；

25、通过所述跟踪误差和该个链路探测域中所有卫星在所述测控数据集中对应的近地点幅角确定该个链路探测域的仿真拓扑量；

26、继续确定剩余链路探测域的仿真拓扑量。

27、在一些实施例中，所述卫星轨道数据集是由多个卫星轨道数据构成的集合，所述卫星轨道数据集中的卫星轨道数据包括目标巨型星座中卫星的编号、观测时间、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角以及平近点角速度。

28、第二方面，本技术提供一种巨型星座天基测控组网仿真系统，包括：

29、获取模块，用于在启动巨型星座天基测控组网仿真后，获取目标巨型星座的卫星轨道数据集；

30、处理模块，用于根据预设的筛选阈值对所述卫星轨道数据集进行筛选，得到卫星轨道的测控数据集；

31、所述处理模块，还用于通过所述测控数据集确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列，进而由所述测控序列确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域；

32、所述处理模块，还用于根据每个链路探测域在所述测控数据集中对应的近地点幅角确定各个链路探测域的仿真拓扑量；

33、所述处理模块，还用于通过所述仿真链路域和所有的仿真拓扑量确定目标巨型星座中每颗卫星在轨道交汇处的仿真补偿系数；

34、执行模块，用于根据所有的仿真补偿系数对巨型星座天基测控组网中对应的卫星进行仿真补偿。

35、第三方面，本技术提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有代码，所述处理器被配置为获取所述代码，并执行上述的巨型星座天基测控组网仿真方法。

36、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的巨型星座天基测控组网仿真方法。

37、本技术公开的实施例提供的技术方案具有以下有益效果：

38、本技术实施例中，在启动巨型星座天基测控组网仿真后，获取目标巨型星座的卫星轨道数据集；根据预设的筛选阈值对所述卫星轨道数据集进行筛选，得到卫星轨道的测控数据集；通过所述测控数据集确定目标巨型星座在通信链路上的测控序列，进而由所述测控序列确定所述测控数据集中每个测控数据对应的卫星在轨道交汇前后的仿真链路域和链路探测域；根据每个链路探测域在所述测控数据集中对应的近地点幅角确定各个链路探测域的仿真拓扑量；通过所述仿真链路域和所有的仿真拓扑量确定目标巨型星座中每颗卫星在轨道交汇处的仿真补偿系数；根据所有的仿真补偿系数对巨型星座天基测控组网中对应的卫星进行仿真补偿。

39、由此可见，本技术中通过对每个链路探测域的跟踪误差和每个链路探测域中的卫星的近地点幅角进行量化得到各个链路探测域的仿真拓扑量，由于所述仿真拓扑量是链路探测域中的卫星在轨道交汇前后卫星的发射器和接收器之间的方位角变化速度迅速增加，导致通信链路的局部拓扑结构发生变化的参量，从而通过仿真拓扑量衡量卫星在轨道交汇前后通信链路的局部拓扑结构发生的变化程度，进而综合卫星在仿真链路域和链路探测域覆盖相同范围的区域，然后对仿真拓扑量进行定向选择，从而得到每颗卫星在轨道交汇处需要进行时间补偿的仿真补偿系数，最终通过仿真补偿系数调整卫星在轨道交汇处的局部拓扑结构，从而减小了在轨道交汇处卫星上的发射器和接收器之间的方位角变化速度迅速增加对仿真的影响，解决了难以仿真出卫星通信链路的局部拓扑结构发生动态变化的问题，最终实现了卫星通信链路的局部拓扑结构动态仿真。