本發(fā)明涉及衛(wèi)星網(wǎng)絡衛(wèi)星切換，尤其涉及一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法及裝置。
背景技術：
1、衛(wèi)星星座網(wǎng)絡是空天地一體化信息網(wǎng)絡在天基系統(tǒng)中的重要組成部分，近年來，巨型衛(wèi)星星座網(wǎng)絡不斷涌現(xiàn)，受到人們的廣泛關注。星座規(guī)模的急劇擴張?zhí)嵘讼到y(tǒng)容量，但另一方面也大大增加了系統(tǒng)復雜度，為系統(tǒng)總體設計、網(wǎng)絡運行管理和高效數(shù)據(jù)傳輸帶來諸多難題。尤其是星座規(guī)模龐大，且節(jié)點高速運動，使得網(wǎng)絡拓撲更加復雜且具有高動態(tài)性，地面用戶需要通過頻繁的星間切換保持不間斷的通信。
2、用戶地球站在進行星間切換時需要選擇一顆可視衛(wèi)星作為下一顆接入衛(wèi)星，該切換過程中采用的策略對于用戶的通信服務體驗、星座網(wǎng)絡吞吐量、網(wǎng)絡管控開銷等都有影響。傳統(tǒng)星座網(wǎng)絡中現(xiàn)有的星間切換方法主要包括星地最短距離方法、最大剩余服務時間方法、最大剩余負載方法等，這些方法分別根據(jù)衛(wèi)星到地面用戶的距離、衛(wèi)星為用戶服務的剩余時間和衛(wèi)星當前的負載原則實現(xiàn)星間切換，存在星地切換頻繁和通信質量可能受影響的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法及裝置，能夠在保證星地間通信質量的情況下，盡可能減少巨型星座網(wǎng)絡中的星間切換次數(shù)以及處理開銷，提高星座網(wǎng)絡的整體傳輸性能。
2、為達到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術方案實現(xiàn)的：
3、第一方面，本發(fā)明提供了一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法，包括：
4、以地球站為基點，獲取衛(wèi)星相對所述地球站的基礎運行周期；
5、以所述基礎運行周期的一半為間隔，獲取與所述地球站連接通信的衛(wèi)星的剩余服務時間；
6、獲取剩余服務時間小于等于基礎運行周期的衛(wèi)星記為待切換衛(wèi)星；
7、獲取所述地球站在基礎運行周期后未與其連接通信且可見的衛(wèi)星記為候選衛(wèi)星；
8、計算所述地球站在基礎運行周期后到所述候選衛(wèi)星的距離，選擇距離持續(xù)減小的候選衛(wèi)星中距離最小的衛(wèi)星作為切換衛(wèi)星；
9、在所述地球站的下一個基礎運行周期的開始時刻，將所述地球站切換至所述切換衛(wèi)星。
10、可選的，所述基礎運行周期為：
11、
12、式中，為衛(wèi)星在其軌道上運行的速度，，為衛(wèi)星到地心距離，為衛(wèi)星所在軌道的半長軸，為引力常數(shù)和地球質量的乘積，為衛(wèi)星和地球站的地心角。
13、可選的，所述衛(wèi)星到地心距離，為地球半徑，為衛(wèi)星所在軌道的高度。
14、第二方面，本發(fā)明提供了一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換裝置，包括：
15、基礎周期計算模塊，被配置為以地球站為基點，獲取衛(wèi)星相對所述地球站的基礎運行周期；
16、待切換衛(wèi)星確定模塊，被配置為以所述基礎運行周期的一半為間隔，獲取與所述地球站連接通信的衛(wèi)星的剩余服務時間；獲取剩余服務時間小于等于基礎運行周期的衛(wèi)星記為待切換衛(wèi)星；
17、候選衛(wèi)星確定模塊，被配置為獲取所述地球站在基礎運行周期后未與其連接通信且可見的衛(wèi)星記為候選衛(wèi)星；
18、切換衛(wèi)星確定模塊，被配置為計算所述地球站在基礎運行周期后到所述候選衛(wèi)星的距離，選擇距離持續(xù)減小的候選衛(wèi)星中距離最小的衛(wèi)星作為切換衛(wèi)星；
19、衛(wèi)星切換模塊，被配置為在所述地球站的下一個基礎運行周期的開始時刻，將所述地球站切換至所述切換衛(wèi)星。
20、可選的，所述基礎運行周期為：
21、
22、式中，為衛(wèi)星在其軌道上運行的速度，，為衛(wèi)星到地心距離，為衛(wèi)星所在軌道的半長軸，為引力常數(shù)和地球質量的乘積，為衛(wèi)星和地球站的地心角，其中，所述衛(wèi)星到地心距離，為地球半徑，為衛(wèi)星所在軌道的高度。
23、第三方面，本發(fā)明提供了一種電子設備，包括處理器及存儲介質；
24、所述存儲介質用于存儲指令；
25、所述處理器用于根據(jù)所述指令進行操作以執(zhí)行根據(jù)上述方法的步驟。
26、第四方面，本發(fā)明提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。
27、第五方面，本發(fā)明提供了一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。
28、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所達到的有益效果：
29、本發(fā)明提供了一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法及裝置，該方法不僅選擇與地球站距離遞減的衛(wèi)星中星地距離最小的衛(wèi)星作為下一顆切換衛(wèi)星，而且將所有地球站切換進行同步。該方法能夠在保證星地間通信質量的情況下，盡可能減少巨型星座網(wǎng)絡中的星間切換次數(shù)以及處理開銷，提高星座網(wǎng)絡的整體傳輸性能，可廣泛應用于各類巨型星座網(wǎng)絡中。
1.一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權利要求1所述的基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法，其特征在于，所述基礎運行周期為：
3.根據(jù)權利要求2所述的基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換方法，其特征在于，所述衛(wèi)星到地心距離，為地球半徑，為衛(wèi)星所在軌道的高度。
4.一種基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換裝置，其特征在于，包括：
5.根據(jù)權利要求4所述的基于星地距離的巨型星座網(wǎng)絡衛(wèi)星同步切換裝置，其特征在于，所述基礎運行周期為：
6.一種電子設備，其特征在于，包括處理器及存儲介質；
7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1-3任一項所述方法的步驟。
8.一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序/指令，其特征在于，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1-3中任一項所述方法的步驟。