本技术提供了一种优化的网络化测控数传任务调度技术,专门针对巨型低轨卫星星座。该技术有效解决了因全球布站限制而导致的测控数传任务完成率低下的问题。技术核心包括:任务获取、任务规划、任务调度和任务执行等关键步骤,以实现高效、可靠的卫星测控数传任务管理。
背景技术
低轨卫星测控和数传是保证低轨卫星正常执行任务并实现星上数据回传的重要技术手段。现有的测控数传体系主要以地基资源为主,低轨卫星与地面站之间必须满足星地可见才能将测控和数传信息下传到地面网络。同一时刻一个地面站有多个可见的低轨卫星,但是一个地面站在同一时刻只能与一颗低轨卫星建立连接,不可避免的会产生设备使用上的冲突。随着巨型低轨卫星星座的发展,测控数传需求数量急剧增加,由于无法全球布站导致低轨卫星星座与地面设备之间的这种冲突急剧增加,仅依靠地基测控时效性差、任务完成率低、资源冲突严重,严重影响巨型低轨卫星星座的高效运行。现有的测控数传体系架构已经从地基管控向天地一体化的网络化测控数传技术转变,网络化测控数传技术将网络中的测控数传信息传递到统一平台,对低轨卫星和地基设备进行统筹调度,保障巨型低轨卫星星座的高效运行。如何利用现有资源设计合理的测控数传任务调度框架以及相关的调度方法,减少设备使用上的冲突,提高资源利用率和任务完成率,是低轨巨型星座运维与管控的重要问题。
现有的测控数传任务规划方案往往都忽略了境外低轨卫星数据实时获取相关的研究,由于地理或政治原因无法做到全球布站,境外低轨卫星无法直接与地面站建立星地链路,也无法实现对境外低轨卫星的实时监测和数据实时下传。星间链路为境外低轨卫星与境内低轨卫星搭建起了一条用于传输测控信息和低轨卫星数据的桥梁,使得原本需要入境才能进行的测控数传操作变成了随时可行的远程操作,也提高了设备资源的利用率。但又出现了为了如何利用星间链路实现测控数传信息的传输并设计出与其相对应的测控数传任务调度方法的问题。
低轨卫星在应急救援、火情监测和航空运输拓展等方面具有不可替代的作用,是信息获取、传输、处理的重要手段。近年来大规模低轨卫星星座正在快速发展,例如Starlink计划发射42000颗低轨卫星。低轨卫星测控是保证巨型星座正常运行并完成指定任务、应对突发需求时做出快速响应的重要基石。低轨卫星在执行任务后将数据下传到地面站的过程称为低轨卫星数传,是地面网络接收低轨卫星数据的重要技术手段。然而,低轨卫星测控和数传任务需要通过星载天线与接收设备在几何时间窗口内建立链路完成,但是低轨卫星与接收设备之间并不是一直保持可见状态。由于无法全球布站,在巨型星座场景下单纯采用星地链路执行测控数传任务导致很多任务无法得到有效处理,任务完成率和资源利用率低,给巨型星座的运维和管控带来重大挑战。
因此,如何结合现有资源为巨型星座资源管控设计一种测控数传任务调方法是目前亟待解决的问题。
实现思路