用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法及系统与流程

本发明涉及卫星通信，尤其涉及一种用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法及系统。

背景技术：

1、随着卫星探测载荷能力的增强，其获得的数据图像能够实现更高空间分辨率、更精细谱段和更宽的画幅，以上这些都有助于实现更精细化的应用。然而，质量越高的图像意味着所需的卫星通信带宽越大。而受限于地面数传站的现有频率体制和新站点的建设周期，现阶段还不能完全满足载荷全状态工作所需数据量，为了在有限的地面站点资源下，最大化回传和分发遥感卫星的图像数据，有必要提出了一种用于遥感卫星星座的通信带宽分配方法，实现最高的数据传输效费比。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于遥感卫星星座的通信带宽分配方法及系统，在占用资源最少的状态下实现载荷数据回传，提供一条安全可靠经济的数据传输通道。

2、本发明提供了一种用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，包括：

3、响应于带宽配置请求；

4、根据遥感星座预设的任务确定目标荷载工作模式；

5、根据所述目标荷载工作模式对单个目标数据量和数据产生的周期进行获取并确认；

6、对当前所述目标进行跟踪并对当前所述目标产生的数据量进行分析，并配置对应的链路流程，统计输出多星并发工作的数据量及数据率；

7、根据卫星通信链路中配置的信道编码效率和帧效率确定多星瞬时数据率以及平均流量，计算得到卫星通信带宽，从而计算载荷实际产生的数据量及时间，确定载荷在一个应用周期中的总数据率并分析流量参数，进而实现对卫星通信带宽的优化分配。

8、作为优化地，所述目标荷载工作模式包括搜索发现模式、载荷自主规划模式、轨迹跟踪模式及识别确认模式，即通过光学载荷对指定区域进行成像以形成对目标搜索发现，对荷载进行自主规划，对搜索到的目标进行识别确认，在搜索过程中，将产生的目标数据、回波数据下传给地面站点，完成对感兴趣目标的搜索发现和识别确认形成一系列目标模式。

9、作为优化地，所述链路流程包括星座之间的第一传输链路及星地之间的第二传输链路，所述第一传输链路和所述第二传输链路的路径由星座构型及地面数据站分布决定。

10、作为优化地，所述卫星通信带宽包括星间传输带宽和星地传输带宽，各传输带宽需结合链路流程和数据率进行确定。

11、作为优化地，所述多星瞬时数据率为多星并发并汇集到单星进行传输的数据率，其平均值大于任意所述目标荷载工作模式中的最大数据率。

12、作为优化地，所述对当前所述目标进行跟踪并对当前所述目标产生的数据量进行分析，并配置对应的链路流程，统计输出多星并发工作的数据量及数据率包括：

13、计算单星工作的数据量：

14、对搜索发现模式产生的数据量进行分析：

15、根据成像模式50m×500m/200km×200km,目标数据产生的数据率2gbps，时间3s/次，共2次，搜索数据量12gb；

16、对识别确认模式产生的数据量进行分析：

17、成像模式50m/40km×40km，目标数据产生的数据率0.5gbps，时间4s/次，共1次，成像数据量2gb；

18、对目标数据量进行分析：

19、单星单次访问产生的目标数据量为1mb，数据产生周期为20s，单星目标数据率平均为50kbps。

20、作为优化地，所述遥感星座预设的任务中，所述搜索发现模式下产生的回波数据的数据率＝成像模式下产生目标数据的数据率*搜索发现任务数据产生周期时间*间隔时间。

21、作为优化地，所述遥感星座预设的任务中，所述识别确认模式下产生的回波数据的数据率＝成像模式下产生目标数据的数据率*识别确认任务数据产生周期时间*间隔时间。

22、作为优化地，所述信道编码效率和帧效率按自身效率的80％计算。

23、本发明提供了一种用于遥感卫星星座的通信宽带分配系统，包括：

24、响应模块，用于响应于带宽配置请求；

25、模式确认模块，用于根据遥感星座预设的任务确定目标荷载工作模式；

26、数据获取模块，用于根据所述目标荷载工作模式对单个目标数据量和数据产生的周期进行获取并确认，对当前所述目标进行跟踪并对当前所述目标产生的数据量进行分析，并配置对应的链路流程，统计输出多星并发工作的数据量及数据率；

27、结果输出模块，用于根据卫星通信链路中配置的信道编码效率和帧效率确定多星瞬时数据率以及平均流量，计算得到卫星通信带宽，从而计算载荷实际产生的数据量及时间，确定载荷在一个应用周期中的总数据率并分析流量参数，进而实现对卫星通信带宽的优化分配。

28、针对现有技术，本发明具有如下的有益效果：

29、本发明具体从节流方面入手，根据整个卫星星座中单星的业务工作模式及多星并发的数据量，对卫星星座整体的通信带宽进行优化分配。根据遥感星座的任务规划情况，确定载荷的具体应用流程，计算载荷实际产生的数据量及时间，确定载荷在一个应用周期中的总数据率，分析峰值流量和平均流量，进而据此对卫星通信带宽进行优化分配，节约宝贵的频率资源。

技术特征：

1.一种用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述目标荷载工作模式包括搜索发现模式、载荷自主规划模式、轨迹跟踪模式及识别确认模式，即通过光学载荷对指定区域进行成像以形成对目标搜索发现，对荷载进行自主规划，对搜索到的目标进行识别确认，在搜索过程中，将产生的目标数据、回波数据下传给地面站点，完成对感兴趣目标的搜索发现和识别确认形成一系列目标模式。

3.如权利要求1所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述链路流程包括星座之间的第一传输链路及星地之间的第二传输链路，所述第一传输链路和所述第二传输链路的路径由星座构型及地面数据站分布决定。

4.如权利要求1所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述卫星通信带宽包括星间传输带宽和星地传输带宽，各传输带宽需结合链路流程和数据率进行确定。

5.如权利要求1所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述多星瞬时数据率为多星并发并汇集到单星进行传输的数据率，其平均值大于任意所述目标荷载工作模式中的最大数据率。

6.如权利要求1所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述对当前所述目标进行跟踪并对当前所述目标产生的数据量进行分析，并配置对应的链路流程，统计输出多星并发工作的数据量及数据率包括：

7.如权利要求2所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述遥感星座预设的任务中，所述搜索发现模式下产生的回波数据的数据率＝成像模式下产生目标数据的数据率*搜索发现任务数据产生周期时间*间隔时间。

8.如权利要求2所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述遥感星座预设的任务中，所述识别确认模式下产生的回波数据的数据率＝成像模式下产生目标数据的数据率*识别确认任务数据产生周期时间*间隔时间。

9.如权利要求1所述的用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，其特征在于，所述信道编码效率和帧效率按自身效率的80％计算。

10.一种用于遥感卫星星座的通信宽带分配系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明公开了本发明提供一种用于遥感卫星星座的通信宽带分配方法，包括：响应于带宽配置请求；根据遥感星座预设的任务确定目标荷载工作模式；根据所述目标荷载工作模式对单个目标数据量和数据产生的周期进行获取并确认；对当前所述目标进行跟踪并对当前所述目标产生的数据量进行分析，并配置对应的链路流程，统计输出多星并发工作的数据量及数据率；根据卫星通信链路中配置的信道编码效率和帧效率确定多星瞬时数据率以及平均流量，计算得到卫星通信带宽，从而计算载荷实际产生的数据量及时间，确定载荷在一个应用周期中的总数据率并分析流量参数，进而实现对卫星通信带宽的优化分配。

技术研发人员：赵家庆,张理正,王进,张红英,陈克寒,张风源
受保护的技术使用者：上海航天电子通讯设备研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13