[發明專利]基于卷積神經網絡的衛星網絡協調態勢評估方法及系統

有效

• 申請號: 201911409436.5
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111222776B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 高翔;陳志敏;閆毅;姚秀娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;李彪

本發明公開了基于卷積神經網絡的衛星網絡協調態勢評估方法及系統，所述方法包括：提取待協調的衛星網絡的多個特征屬性；將多個特征屬性輸入預先建立的卷積神經網絡，輸出協調態勢評評估結果。本發明的方法對協調態勢分析因素進行研究，結合衛星網絡數據特點，提出基于機器學習的態勢評估方法，利用國際電聯衛星網絡歷史數據庫，建立訓練數據集，驗證并分析算法的在處理衛星網絡協調態勢方面的有效性，結果表明本發明所提方法對衛星網絡態勢評估應用具有良好的適應性，對于提高衛星網絡態勢評估效能具有一定的開創性意義。

技術領域

本發明涉及衛星頻軌資源分析與儲備領域，具體涉及基于卷積神經網絡的衛星網絡協調態勢評估方法及系統。

背景技術

衛星頻率和軌道資源是衛星應用產業發展的基本要素，同時也是世界各國必爭的一種寶貴的戰略資源，世界各國必須按照國際電聯(International TelecommunicationUnion,ITU)的《組織法》及《無線電規則等》，在劃分的空間業務頻段內，遵循“先登先占”原則，衛星網絡資料為基本單位，開展國際申報、協調、登記和維護工作，任何一個國家都不能單方面主宰衛星頻率軌道資源的獲取和使用。

衛星網絡資料的申報與國際協調是衛星頻率軌道資源獲取與頻軌戰略資源儲備的唯一途徑，同時，衛星網絡資料的申報、協調是一個長期過程，尤其是GSO的資源競爭異常激烈。相關技術人員在衛星網絡申報協調管理工作中，很難將復雜的申報、協調態勢準確把握，特別是協調涉及網絡的申報地位、國家、政治、經濟、技術、衛星操作者能力、談判專家能力等多個維度的影響因素，且某些特征因素無法定量分析。為了能夠提前做好GSO頻率軌道資源儲備的評估方案，解決GSO衛星網絡資料的協調難易評估是關鍵工作。

在信息大數據時代的背景下，科學的管理決策離不開數據分析的支撐，空間頻率軌道資源方面也不例外，用好衛星網絡資料申報協調的歷史數據，既是提升衛星頻率軌道資源管理能力的有效途徑，也是更高服務于頻軌資源儲配、系統建設的重點方向傳統的GSO衛星網絡資料的協調態勢評估基本以頻率領域專家的主觀判斷、經驗及干擾兼容性技術分析，多數實際的協調談判甚至受利益的轉讓等談判技巧策略的影響，這種串行的流程步驟均依賴于人工的仿真計算和專家的談判能力，具有極大的不確定性。同時，對于某些軌位資源協調態勢的論證評估工作往往需要不斷的迭代，效率極低，單個軌位的論證評估時間基本需要1～1.5年時間，人工處理數據量局限，基本以定性評估為主；近年來，相關機構亦在探索基于模糊綜合評價的層次分析方法對GSO衛星的協調風險進行評估，依然受制專家的主觀因素，且時效需要1～2個月的時間。因此，急需對衛星網絡資料歷史數據加以深度利用，以增強衛星頻軌資源協調態勢的自主感知能力。

發明內容

本發明的目的在于克服上述技術問題，提出了基于卷積神經網絡的衛星網絡協調態勢評估方法。

為實現上述目的，本發明提出了一種基于卷積神經網絡的衛星網絡協調態勢評估方法，所述方法包括：

提取待協調的衛星網絡的多個特征屬性；

將多個特征屬性輸入預先建立的卷積神經網絡，輸出協調態勢評評估結果。

作為上述方法的一種改進，所述衛星網絡的多個特征屬性包括：衛星網絡資料基礎屬性、頻率指配屬性和協調信息屬性；所述衛星網絡資料基礎屬性包括：接收日期、軌位、所屬國家/組織、操作者；所述頻率指配屬性包括：波束指配個數、極化方式、業務區/全球ratio、業務、最小頻率、最大頻率、最大帶寬和最小帶寬；所述協調信息屬性包括：存在協調關系的衛星網絡數量、存在協調關系的國家、存在協調關系的國家以及該國家的能力評估和存在協調關系的操作者數量。

作為上述方法的一種改進，所述卷積神經網絡具體為：

所述卷積神經網絡的輸入包括衛星網絡的多個特征屬性；

所述卷積神經網絡的神經元間的連接是非全連接的，部分神經元之間的連接的權重是共享的；