[發明專利]一種基于容器云的衛星星座軌道計算系統和計算方法

有效

• 申請號: 202110175308.X
• 申請日: 2021-02-09
• 公開（公告）號: CN112926196B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 孫憶業;陳勇;李悅
• 申請（專利權）人: 廣東奧爾特云科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種基于容器云的衛星星座軌道計算系統和計算方法，其中基于容器云的衛星星座軌道計算方法，其特征在于，包括以下步驟：基于容器云架構對衛星軌道計算任務進行拆分為若干衛星軌道計算子任務；創建若干軌道計算容器，所述軌道計算容器分別執行至少一個衛星軌道計算子任務以得到當前子任務的衛星網絡數據；將所有衛星網絡數據匯總以形成各個時刻完整的衛星網絡拓撲，這樣利用容器云的優勢，可以根據任務數量和服務器硬件資源，靈活地快速創建所需的軌道計算容器數量，并可在計算完成后銷毀容器，釋放資源，以提高衛星軌道計算任務的效率，滿足大批量的衛星軌道計算，和高時間精度的仿真。

技術領域

本發明涉及一種衛星星座設計領域，尤其是基于容器云的衛星星座軌道計算系統和計算方法。

背景技術

隨著社會對通信、遙感、導航等衛星信息服務提升的強烈需求，世界主要衛星大國都提出了面向不同應用的大規模衛星星座系統建設設想。大規模衛星星座系統的研究及建設存在難度大、投入多、周期長的特點，因此在大規模衛星星座系統進行實質性投入之前需要借助仿真系統對擬建系統的功能、指標、設計方案等進行仿真。利用仿真系統對大規模衛星星座系統進行仿真成為了衛星星座系統建設的基本前提；

未來用于通信的衛星互聯網星座系統往往規模龐大，有的甚至多達成百上千顆衛星；網絡功能多種多樣，需要為用戶提供各種服務；網絡結構復雜，需要衛星節點、地面站、移動用戶端高度融合，這些特點對衛星星座的設計和仿真提出了更高的要求。傳統仿真系統的單機或者單服務器架構，無法應對這個新需求；而傳統的分布式仿真系統在可靠性方面十分脆弱。在仿真系統運行時，很容易出現節點的故障，如死機、斷網或者斷電等，這樣會造成該節點直接脫離仿真系統，從而對仿真結果造成很大的英雄，最終導致仿真系統的癱瘓；

在CN110321644A中，提供了一種面向衛星系統的分布式仿真系統及其仿真方法，通過將仿真任務在多臺計算機上執行，當某臺計算機宕機時，在該計算機上運行的仿真計算任務可以在仿真控制分系統的控制下自動調度到其他計算機下，仿真系統可以繼續進行仿真計算，提高了仿真系統運行的魯棒性。然后，該方法只是對現有的分布式仿真方法進行了優化，提高了系統的穩定性，并沒有從根本上解決大規模衛星星座系統仿真效率低下以及仿真結果不可靠等問題；

另外，巨型星座系統的設計中往往包含數千甚至上萬顆衛星節點、近百萬的終端節點。在實際測試中，使用一顆頻率為4.0GHz的英特爾酷睿處理器，以單線程對288顆衛星、4個信關站和288個用戶終端進行90分鐘的預報耗時320秒。以目前的設計規模，要完成巨型星座的的軌道計算，在高性能服務器架構下仍然需要較長的時間，并且預報時間越長，衛星、地面站和用戶終端數量越多，計算耗時越長。

發明內容

本發明的主要目的是克服現有技術的不足，提供一種基于容器云的衛星星座軌道計算系統和計算方法；

為實現上述目的，本發明提出一種基于容器云的衛星星座軌道計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于容器云架構對衛星軌道計算任務進行拆分為若干衛星軌道計算子任務；

創建若干軌道計算容器，所述軌道計算容器分別執行至少一個衛星軌道計算子任務以得到當前子任務的衛星網絡數據；

將所有衛星網絡數據匯總以形成各個時刻完整的衛星網絡拓撲；