基于空对地的低轨卫星数据下发控制方法和系统与流程

本发明涉及数据处理的领域，尤其涉及基于空对地的低轨卫星数据下发控制方法和系统。

背景技术：

1、低轨卫星与地面基站进行空对地通信时，当低轨卫星飞行至地面基站上空时会主动向地面基站下发所有数据，地面基站只能被动接收所有下发的数据，无法根据实际情况自主选择需要下发的数据，不仅无法对低轨卫星下发数据进行筛选而占用低轨卫星的数据传输带宽，还降低低轨卫星与地面基站之间的地对空通信效率，延长地面基站的数据接收时长，不能实现地面基站对低轨卫星进行数据订阅。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供基于空对地的低轨卫星数据下发控制方法和系统，其基于低轨卫星的飞行轨迹数据，得到低轨卫星与地面基站集群的相对方位角度变化信息，以此确定低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息，为后续确定低轨卫星向地面基站集群发送数据摘要消息的合适时间区间提供可靠依据；基于地面基站集群返回的关于数据摘要消息的订阅消息，确定需要下发数据的所有地面基站，并基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息，使得低轨卫星能够针对不同地面基站进行选择性的数据下发，提高低轨卫星与地面基站之间的地对空通信效率和速度。

2、本发明是通过以下技术方案实现：

3、基于空对地的低轨卫星数据下发控制方法，包括：

4、获取低轨卫星的飞行轨迹数据，对所述飞行轨迹数据进行分析，确定所述低轨卫星与地面基站集群的相对方位角度变化信息；基于所述相对方位角度变化信息，确定所述低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息；

5、基于所述时间区间分布信息，确定所述低轨卫星向所述地面基站集群发送数据摘要消息的发送时间区间信息；基于所述发送时间区间信息，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息，并基于所述地面基站集群返回的关于所述数据摘要消息的订阅消息，确定需要下发数据的所有地面基站；

6、基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定所述低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息；基于所述最佳数据下发时间区间信息，调整所述低轨卫星向相应地面基站下发数据的数据发送状态。

7、可选地，获取低轨卫星的飞行轨迹数据，对所述飞行轨迹数据进行分析，确定所述低轨卫星与地面基站集群的相对方位角度变化信息；基于所述相对方位角度变化信息，确定所述低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息，包括：

8、获取低轨卫星在一个完整飞行周期内的飞行轨迹离地高度数据，对所述飞行轨迹离地高度数据进行分析，确定所述低轨卫星在一个完整飞行周期内与地面基站集群下属每个地面基站的相对方位角度变化信息；其中，相对方位角度变化信息是指所述低轨卫星相对于每个地面基站的高度角变化信息；

9、基于所述相对方位角度变化信息与所述完整飞行周期之间的关联信息，确定所述低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息。

10、可选地，基于所述时间区间分布信息，确定所述低轨卫星向所述地面基站集群发送数据摘要消息的发送时间区间信息；基于所述发送时间区间信息，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息，并基于所述地面基站集群返回的关于所述数据摘要消息的订阅消息，确定需要下发数据的所有地面基站，包括：

11、将所述时间区间分布信息对应的时间区间作为所述低轨卫星向所述地面基站集群发送数据摘要信息的发送时间区间；基于所述发送时间区间的时间长度和预设最小发送次数，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息；

12、对所述地面基站集群返回的关于所述数据摘要消息的订阅消息进行解析处理，得到所述订阅消息包含的地面基站身份信息，并基于所述地面基站身份信息，确定需要下发数据的所有地面基站。

13、可选地，基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定所述低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息；基于所述最佳数据下发时间区间信息，调整所述低轨卫星向相应地面基站下发数据的数据发送状态，包括：

14、基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定所述低轨卫星处于每个需要下发数据的地面基站正上方对应的飞行时间区间信息，以此作为所述低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息；

15、基于所述最佳数据下发时间区间信息对应的时间区间长度和需要下发的总数据量，调整所述低轨卫星向相应地面基站下发数据的数据发送速率。

16、可选地，基于所述发送时间区间信息，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息，包括：

17、步骤s1，利用下面公式(1)，根据所述发送时间区间信息以及所述数据摘要消息的数据长度，确定所述数据摘要消息的重复发送次数，

18、

19、在上述公式(1)中，n表示所述数据摘要消息的重复发送次数控制值；g16表示所述数据摘要消息的16进制形式；b表示重复发送数据的数据位数预值；max[,]表示得到括号内逗号左右两端数值的最大值；len()表示求取括号内16进制数的数据总位数；表示向上取整；

20、步骤s2，利用下面公式(2)，对所述数据摘要消息的数据长度将所述数据摘要消息进行拆分，得到拆分后的所述数据摘要消息的子数据个数，

21、

22、在上述公式(2)中，m表示拆分后的所述数据摘要消息的子数据个数；控制所述数据g16最大程度的平均的拆分成m个子数据；

23、步骤s3，利用下面公式(3)，根据拆分后的所述数据摘要消息的子数据个数以及所述数据摘要消息的重复发送次数，得到低轨卫星的匹配频率，

24、

25、在上述公式(3)中，f表示低轨卫星的匹配频率值；g_a16表示拆分的第a个子数据；t表示所述发送时间区间的时长；表示将a的值从1取值到m代入到括号内得到括号内的最大值。

26、基于空对地的低轨卫星数据下发控制系统，包括：

27、卫星方位角度确定模块，用于获取低轨卫星的飞行轨迹数据，对所述飞行轨迹数据进行分析，确定所述低轨卫星与地面基站集群的相对方位角度变化信息；

28、第一时间区间确定模块，用于基于所述相对方位角度变化信息，确定所述低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息；

29、数据摘要消息发送模块，用于基于所述时间区间分布信息，确定所述低轨卫星向所述地面基站集群发送数据摘要消息的发送时间区间信息；基于所述发送时间区间信息，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息；

30、地面基站确定模块，用于基于所述地面基站集群返回的关于所述数据摘要消息的订阅消息，确定需要下发数据的所有地面基站；

31、第二时间区间确定模块，用于基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定所述低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息；

32、地面基站数据下发调整模块，用于基于所述最佳数据下发时间区间信息，调整所述低轨卫星向相应地面基站下发数据的数据发送状态。

33、可选地，所述卫星方位角度确定模块用于获取低轨卫星的飞行轨迹数据，对所述飞行轨迹数据进行分析，确定所述低轨卫星与地面基站集群的相对方位角度变化信息，包括：

34、获取低轨卫星在一个完整飞行周期内的飞行轨迹离地高度数据，对所述飞行轨迹离地高度数据进行分析，确定所述低轨卫星在一个完整飞行周期内与地面基站集群下属每个地面基站的相对方位角度变化信息；其中，相对方位角度变化信息是指所述低轨卫星相对于每个地面基站的高度角变化信息；

35、所述第一时间区间确定模块用于基于所述相对方位角度变化信息，确定所述低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息，包括：

36、基于所述相对方位角度变化信息与所述完整飞行周期之间的关联信息，确定所述低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息。

37、可选地，所述数据摘要消息发送模块用于基于所述时间区间分布信息，确定所述低轨卫星向所述地面基站集群发送数据摘要消息的发送时间区间信息；基于所述发送时间区间信息，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息，包括：

38、将所述时间区间分布信息对应的时间区间作为所述低轨卫星向所述地面基站集群发送数据摘要信息的发送时间区间；基于所述发送时间区间的时间长度和预设最小发送次数，指示所述低轨卫星以匹配频率向所述地面基站集群发送所述数据摘要消息；

39、所述地面基站确定模块用于基于所述地面基站集群返回的关于所述数据摘要消息的订阅消息，确定需要下发数据的所有地面基站，包括：

40、对所述地面基站集群返回的关于所述数据摘要消息的订阅消息进行解析处理，得到所述订阅消息包含的地面基站身份信息，并基于所述地面基站身份信息，确定需要下发数据的所有地面基站。

41、可选地，所述第二时间区间确定模块用于基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定所述低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息，包括：

42、基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定所述低轨卫星处于每个需要下发数据的地面基站正上方对应的飞行时间区间信息，以此作为所述低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息；

43、所述地面基站数据下发调整模块用于基于所述最佳数据下发时间区间信息，调整所述低轨卫星向相应地面基站下发数据的数据发送状态，包括：

44、基于所述最佳数据下发时间区间信息对应的时间区间长度和需要下发的总数据量，调整所述低轨卫星向相应地面基站下发数据的数据发送速率。

45、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

46、本技术提供的基于空对地的低轨卫星数据下发控制方法和系统基于低轨卫星的飞行轨迹数据，得到低轨卫星与地面基站集群的相对方位角度变化信息，以此确定低轨卫星处于所述地面基站集群上空处于目标方位角度范围的时间区间分布信息，为后续确定低轨卫星向地面基站集群发送数据摘要消息的合适时间区间提供可靠依据；基于地面基站集群返回的关于数据摘要消息的订阅消息，确定需要下发数据的所有地面基站，并基于需要下发数据的所有地面基站的位置信息，确定低轨卫星向每个需要下发数据的地面基站下发数据的最佳数据下发时间区间信息，使得低轨卫星能够针对不同地面基站进行选择性的数据下发，提高低轨卫星与地面基站之间的地对空通信效率和速度。