遥感卫星地面站网资源申请方法及系统

本发明涉及遥感卫星技术领域，特别是涉及一种遥感卫星地面站网资源申请方法及系统。

遥感卫星和地面站网资源由不同系统独立调度，遥感卫星管控部门基于“先申请后使用”模式调度使用站网接收资源。站网资源申请可区分为集中申请和临时申请，集中申请一般在获取观测任务之前进行，临时申请是在获取观测任务后结合实际需求进行的精确申请。如何结合观测窗口确定数传需求、如何基于任务优先级确定多个观测任务整体的站网资源申请方案并进行优选，是站网资源精确和自动申请、提高遥感卫星任务管控的重点和难点。

本发明要解决的技术问题是提供一种遥感卫星地面站网资源申请方法及系统，能够实现遥感卫星站网资源的精确和自动申请。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种遥感卫星地面站网资源申请方法，所述方法包括：根据系统参数，计算各个观测任务的数传需求；根据需求窗口、卫星与站网资源可视窗口、站网资源空闲窗口，计算待选窗口；根据观测任务优先等级，依次为每个观测任务选择一个数传窗口，形成多个备选的资源分配方案；根据站网资源需求满足率，选择最优的资源分配方案。

在一些实施方式中，所述系统参数包括：卫星观测时间、遥感数据录放比、卫星观测与数传任务转换时间、数据时效性要求。

在一些实施方式中，根据系统参数，计算各个观测任务的数传需求，包括：根据系统参数，计算各个观测任务的实时数传需求及延时数传需求。

在一些实施方式中，根据系统参数，计算各个观测任务的实时数传需求，包括：根据如下公式计算观测任务的实时数传需求：

其中，表示第i个实时数传需求，表示第i个实时数传需求的起始时间点，表示第i个实时数传需求的结束时间点，s_swi表示第i个卫星观测窗口的起始时间点，Δswi表示观测窗口长度，RPi表示遥感数据录放比。

在一些实施方式中，根据系统参数，计算各个观测任务的延时数传需求，包括：根据如下公式计算观测任务的延时数传需求：

其中，表示第i个延时数传需求，表示第i个延时数传需求的起始时间点，表示第i个延时数传需求的结束时间点，e_swi表示第i个卫星观测窗口的终止时间点，ΔTSi表示卫星观测与数传任务转换时间，TLi表示数据时效性要求。

在一些实施方式中，根据需求窗口、卫星与站网资源可视窗口、站网资源空闲窗口，计算待选窗口，包括：根据如下公式计算实时数传需求的待选窗口：

其中，表示第i个需求窗口及第j个站网资源空闲窗口对应的实时数传需求的待选窗口，表示所述待选窗口的起始时间点，表示所述待选窗口的结束时间点，表示第i个实时数传需求窗口，表示卫星与站网资源可视窗口，表示第j个站网资源空闲窗口。

在一些实施方式中，根据需求窗口、卫星与站网资源可视窗口、站网资源空闲窗口，计算待选窗口，包括：根据如下公式计算延时数传需求的待选窗口：

其中，表示第i个需求窗口及第j个站网资源空闲窗口对应的延时数传需求的待选窗口，表示所述待选窗口的起始时间点，表示所述待选窗口的结束时间点，表示第i个延时数传需求窗口，表示卫星与站网资源可视窗口，表示第j个站网资源空闲窗口。

在一些实施方式中，延时数传需求的待选窗口需要满足如下关系：

其中，表示延时数传需求的待选窗口的长度，Δswi表示观测窗口长度，RPi表示遥感数据录放比。

在一些实施方式中，站网资源需求满足率由如下公式给出：

frk＝nk/N

其中，frk表示站网资源需求满足率，nk表示网资源分配方案中包含的数传窗口数量，N表示观测任务数量。

此外，本发明还提供了一种遥感卫星地面站网资源申请系统，所述系统包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据前文所述的遥感卫星地面站网资源申请方法。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

按照不同观测任务的优先级，为每个观测任务均分配一个窗口，形成资源分配方案，并且根据需求满足率选择最优的资源分配方案，为遥感卫星实现站网资源的实时申请，而且资源申请过程不仅自动，而且精确。

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明实施例提供的遥感卫星地面站网资源申请方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的站网资源需求时段计算示意图；

图3是本发明实施例提供的实时数传模式待选窗口计算示意图；

图4是本发明实施例提供的延时数传模式待选窗口计算示意图；

图5是本发明实施例提供的站网资源申请方案制定示意图；

图6是本发明实施例提供的遥感卫星地面站网资源申请系统的结构示意图。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明实施例提供的遥感卫星地面站网资源申请方法的流程图。参见图1，遥感卫星地面站网资源申请方法包括如下步骤：

S11，根据系统参数，计算各个观测任务的数传需求。

S12，根据需求窗口、卫星与站网资源可视窗口、站网资源空闲窗口，计算待选窗口。

S13，根据观测任务优先等级，依次为每个观测任务选择一个数传窗口，形成多个备选的资源分配方案。

S14，根据站网资源需求满足率，选择最优的资源分配方案。

更为具体的，遥感卫星地面站网资源申请方法的各个步骤具体操作为：

(1)根据卫星观测时间、遥感数据录放比(固存读写速率比)、卫星观测与数传任务转换时间、数据时效性要求，计算针对某一观测任务Missioni的数传需求。设卫星观测窗口为swi，长度为Δswi，遥感数据录放比为RPi，卫星观测与数传任务转换时间为ΔTSi，数据时效性要求为TLi，对应的地面站网资源需求分为实时数传需求和延时数传需求(如图2所示)，具体为：

(2)根据需求窗口、卫星与站网资源可视窗口、站网资源空闲窗口，计算待选窗口(如图3、4所示)。设可视窗口为空闲窗口为待选窗口表示为：

待选窗口表示为：

其中，

(3)站网资源分配方案制定(如图5所示)。根据观测任务优先等级，依次为每个观测任务选择一个数传窗口，并删除与之冲突的优先级较低观测任务的待选窗口。无待选窗口则不为该任务分配站网资源。

(4)站网资源分配方案优选。设站网资源分配方案schemek中包含的数传窗口数量为nk，观测任务数量为N，观测任务站网资源需求满足率frk表示：frk＝nk/N。优选观测任务站网资源需求满足率高的分配方案，当满足率一致时，依次根据观测任务优先级选择时效性越高的方案。

图6示出了遥感卫星地面站网资源申请系统的典型结构。例如，所述遥感卫星地面站网资源申请系统600可以用于充当存储设备等的存储设备。如本文所述，遥感卫星地面站网资源申请系统600可以用于在网络设备中实现站网资源申请的功能。遥感卫星地面站网资源申请系统600可以在单个节点中实现，或者遥感卫星地面站网资源申请系统600的功能可以在网络中的多个节点中实现。本领域的技术人员应意识到，术语遥感卫星地面站网资源申请系统包括广泛意义上的设备，图6中示出的遥感卫星地面站网资源申请系统600仅是其中一个示例。包括遥感卫星地面站网资源申请系统600是为了表述清楚，并不旨在将本发明的应用限制为特定的遥感卫星地面站网资源申请系统实施例或某一类遥感卫星地面站网资源申请系统实施例。本发明所述的至少部分特征/方法可以在网络装置或组件，例如，遥感卫星地面站网资源申请系统600，中实现。例如，本发明中的特征/方法可以采用硬件、固件和/或在硬件上安装运行的软件实现。遥感卫星地面站网资源申请系统600可以是任何通过网络处理，存储和/或转发数据帧的设备，例如，服务器，客户端，数据源等。如图6所示，遥感卫星地面站网资源申请系统600可以包括收发器(Tx/Rx)610，其可以是发射器，接收器，或其组合。Tx/Rx 610可以耦合到多个端口650(例如上行接口和/或下行接口)，用于从其他节点发送和/或接收帧。处理器630可耦合至Tx/Rx610，以处理帧和/或确定向哪些节点发送帧。处理器630可以包括一个或多个多核处理器和/或存储器设备632，其可以用作数据存储器，缓冲区等。处理器630可以被实现为通用处理器，或者可以是一个或多个专用集成电路(application specific integrated circuit，简称ASIC)和/或数字信号处理器(digital signal processor，简称DSP)的一部分。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。