CN112600611A - 用于空间互联网星座兼容分析仿真系统的场景配置系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，该系统包括：基础配置层、实体配置层、关联配置层与分析对象配置层；所述基础配置层，用于基于人机交互确定最基础的配置信息，并为其他配置层产生基础配置内容；所述实体配置层，用于基于人机交互和基础配置内容对用户观察的实体进行配置，该实体包括：卫星、星座和地面站；所述关联配置层，用于对实体间建立逻辑关系的配置信息，包括：链路配置、链路分组配置和干扰规避策略配置，对实体配置层和基础配置层的内容进行组织并建立对应的链路规则；所述分析对象配置层，用于确定干扰链路和受扰链路配置。

Description

用于空间互联网星座兼容分析仿真系统的场景配置系统

技术领域

本发明涉及空间互联网星座领域，具体涉及用于空间互联网星座兼容分析仿真系统的场景配置系统。

背景技术

随着Starlink、Telesat等全球空间互联网星座的快速发展与部署，造成多星共轨、 多星同频而造成的频轨资源枯竭、干扰日益严重，在空间互联网星座飞速发展态势下，频率轨道资源正处于空前的紧张状态。空间频轨资源兼容共用技术作为一项跨 学科、多领域的融合技术，是国际关注热点。由于空间互联网星座本身具有星座设 计复杂、空间段多点波束、区域赋形波束、地面段海量用户分布、复用体制差异性 大等特点，这给星座间的干扰兼容性评估带来了极大的困难，而兼容性仿真分析是 以场景的构建与刻画为基础的，作为软件整体干扰仿真场景的第一步环节，需覆盖 卫星通信系统对于兼容性分析的全部必要环节，能够充分描述刻画两个或多各系统 的通信链路，是干扰分析计算的先决条件。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提出了一种用于空间互联网星座兼容分析仿真系统的场景配置系统，解决了无法详细描述和定义一个复杂的空间互联网星座兼 容分析场景的现状。

为实现上述目的，本发明提出了一种用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，该系统包括：基础配置层、实体配置层、关联配置层与分析对象配置层；

所述基础配置层，用于基于人机交互确定最基础的配置信息，并为其他配置层 产生基础配置内容；

所述实体配置层，用于基于人机交互和基础配置内容对用户观察的实体进行配置，该实体包括：卫星、星座和地面站；

所述关联配置层，用于对实体间建立逻辑关系的配置信息，包括：链路配置、 链路分组配置和干扰规避策略配置，对实体配置层和基础配置层的内容进行组织并 建立对应的链路规则；

所述分析对象配置层，用于确定干扰链路和受扰链路配置。

作为上述系统的一种改进，所述基础配置层包括：天线配置单元和空口配置单元；

所述天线配置单元，用于为卫星或地面站提供天线配置内容，生成可直接加载 到台站的天线配置模型，实现单波束、多波束及自定义波束天线模型的配置；配置 内容包括：天线俯形、天线方向图模型、天线尺寸和效率、峰值增益和宽度、工作 频率和极化方式；

所述空口配置单元，用于为链路配置提供链路空口元素，从基本信息、发射端、 电波传播空间段和接收端四个方面进行划分配置，生成可直接加载到链路模型的空 口配置模型；其中基本信息包括载波数量、调制方式信道速率、滚降系数和编码方 式；发射端包括发射功率和线路损耗；电波传播空间段包括大气损耗、指向损耗、 极化损耗和降雨损耗；接收端包括噪声温度、噪声系数、线路损耗和调制损耗。

作为上述系统的一种改进，所述实体配置层包括：地面站配置单元、卫星配置 单元、地面站分组单元和卫星分组单元；

所述地面站配置单元，用于录入地面站信息并生成地面站配置模型，地面站信 息包括：地面站位置信息与地面站天线信息；并通过选择天线配置单元形成的天线 配置模型实现天线配置；

所述卫星配置单元，用于录入卫星信息生成卫星配置模型；卫星信息包括：卫 星的轨道信息与卫星天线信息；GSO卫星信息包括输入经度、倾角和偏心率；NGSO 卫星信息包括：轨道类型、半长轴偏心率、倾角、升交点赤经、近地点幅角、真近 点角和历元时刻；并通过选择天线配置单元形成的天线配置模型实现天线配置；

所述地面站分组单元，用于将同一系统或作为一个整体为分析对象的地面站编为一个组；

所述卫星分组单元，用于将同一系统或作为一个整体为分析对象的卫星或星座编为一个组。

作为上述系统的一种改进，所述关联关系层包括：链路配置单元、链路分组单 元和干扰规避策略配置单元

所述链路配置单元，用于确立波束发射端与接收端的对应关系；分为固定链路、动态链路、单发链路和单收链路；固定链路是明确固定的发射台站波束和接收台站 波束关系的链路配置；动态链路是存在明确的发射台站组或接收台站组关系的链路 配置；单发链路和单收链路是只存在一端确定的波束的链路配置；

所述链路分组单元，用于将同一系统或作为一个整体为计算对象的链路编为一个链路组；

所述干扰规避策略配置单元，用于选择干扰规避策略并创建干扰规避策略模型，干扰规避策略包括：GSO弧段隔离角策略、卫星姿态调整策略、波束指向调整策略和 发射功率调整策略。

作为上述系统的一种改进，所述链路配置单元的具体实现过程包括：

对起点信息进行配置，包括台站配置模型选择、天线配置模型选择和功率设定；

对终点信息进行配置，包括台站配置模型选择、天线配置模型选择、噪声系数 和系统噪声；

选择需要的空口配置模型对空口进行配置；

在所有的跟踪策略中选择用户所需要的跟踪策略对跟踪策略进行配置，其中包括最大仰角策略、最短距离策略、最长通信时间策略以及仰角方位角范围。

作为上述系统的一种改进，所述分析对象配置层包括：干扰受扰对象配置单元、分析对象配置单元和统计项配置单元；

所述干扰受扰对象配置，用于为仿真系统确定在上述配置的链路或链路组中， 哪些是受扰对象，哪些是干扰对象，并生成受扰干扰对象配置模型；

所述分析对象配置，用于在系统级的干扰计算情况外，当用户需要观察某个固 定链路或动态链路时，加入干扰分析对象配置，生成分析对象配置模型；

所述统计项配置，用于配置系统仿真时需要计算和观察的统计项及阈值内容。

本发明的优势在于：

1、本发明基于分层解耦的设计思想，将空间互联网系统进行最小相位拆解，各 单元关系解耦，包括天线模型配置、空间节点设置、地面站节点设置、链路空口参 数配置，以及链路配置等，各单元配置又可层次化加载、分组，形成完整的兼容性 仿真分析场景，提高了系统配置的灵活性与泛化能力；

2、本发明的系统具有设计覆盖空间互联网星座系统的共性技术模型的通用化配置能力，在天线模型配置方面，配置方式包括多点单点可移动波束、相控阵波束(规 则阵面，如菱形阵、圆形阵等，非规则多点可移动波束、赋形波束等)；地面站配置 方面，采用网格化、均匀分布，以及高斯分布等方式；链路配置，采用波束起点与 终点对应关系的方式，具备星间链路、星地链路的灵活配置能力。

附图说明

图1为本发明的用于空间互联网星座兼容分析仿真系统的场景配置系统的框架图；

图2为本发明的天线配置单元的示意图；

图3为本发明的空口配置单元示意图；

图4为本发明的地面站配置示意图；

图5为本发明的卫星配置示意图；

图6为本发明的地面站分组示意图；

图7为本发明的卫星分组示意图；

图8为本发明的链路配置示意图；

图9为本发明的链路分组示意图；

图10为本发明的干扰规避策略配置示意图；

图11为本发明的受扰干扰对象配置示意图；

图12为本发明的分析对象配置示意图；

图13为本发明的统计项配置示意图；

图14为本发明的空间互联网星座兼容分析仿真系统通用化配置流程图；

图15为本发明的仿真时间设置界面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种用于空间互联网星座兼容分析仿真系统的场景 配置系统，解决了无法详细描述和定义一个复杂的空间互联网星座兼容分析场景的 现状。该系统提出了四层模型，按照仿真场景的颗粒度，从小到大递进配置；按照 关联关系，对象划分逐个配置；从而完成整个空间互联网星座兼容分析场景模型设 计。

1、配置模型框架设计

空间互联网星座兼容共用分析评估系统配置模型设计按照颗粒度和关联关系，将配置模型框架划分为四个层次，分别为基础配置层、实体配置层、关联配置层与 分析对象配置层。

基础配置层是最基础的配置信息，配置的输入信息完全来自于人机交互，为其 他配置模块产生基础配置内容；其包含天线配置单元和空口配置单元。

实体配置层是用户观察的实体(卫星、星座、地面站等)配置信息，配置输入 的内容来自人机交互和基础配置信息。其包含有地面站配置、卫星配置、地面站分 组和卫星分组等。

关联配置层是对实体间建立逻辑关系的配置信息，如链路配置、链路分组配置 和干扰规避策略配置等。其需要对实体配置层和基础配置层的内容进行组织建立对 应的链路规则。

分析对象配置层是用户确定干扰链路和受扰链路配置过程。其它的三个层次配置只是对整个仿真系统的配置内容，并没有区分干扰与受扰的对象，而分析对象配 置层就是为仿真系统确立受扰与干扰关系的配置模块；其包括受扰干扰对象配置、 分析对象配置与统计项配置等内容。

1.1基础配置层

1.1.1天线配置单元

天线配置单元是为台站提供天线元素的必备单元，其生成的天线配置模型可直接加载到卫星或地面站等台站实体，有效解决了对每个实体的天线参数的繁琐配置 操作。

天线配置单元可实现单波束、多波束及自定义波束天线模型的配置。配置内容 支持天线俯形、天线方向图模型、天线尺寸和效率、峰值增益和宽度、工作频率、 极化方式等，针对多波束配置还有多波束分布、着色复用和圈数及隔离角度的配置 内容。如图2所示。

1.1.2空口配置单元

空口配置单元是为链路配置提供链路空口元素的单元，生成空口配置模型可直接加载到链路模型，简化对每个链路进行空口配置的过程。

空口配置单元从基本信息、发射端、空间段和接收端四个方面进行划分配置。 其中基本信息包括载波数量、调制方式信道速率、滚降系数和编码方式等内容的配 置；发射端包括发射功率、线路损耗等；电波传播空间段包括大气损耗、指向损耗、 极化损耗、降雨损耗等；接收端包括噪声温度、噪声系数、线路损耗、调制损耗等 配置内容。如图3所示。

1.2实体配置层

1.2.1地面站配置

地面站配置是用户对仿真系统内地面站信息录入，生成仿真系统需要的地面站配置模型的配置过程。配置主要有地面站位置信息与地面站天线信息。

位置信息提供文件加载、精确位置输入、全球随即分布和区域随即分布等方式 实现。地面站需要的天线信息则通过选择天线配置单元形成的天线配置模型实现。 如图4所示。

1.2.2卫星配置

卫星配置是用户对仿真系统内卫星信息录入，生成仿真系统需要的卫星配置模型的配置过程。配置主要有卫星的轨道信息与卫星天线信息。

从用户实用性角度出发，模型对GSO卫星与NGSO卫星的轨道信息通过不同的配 置内容实现。GSO卫星通过输入经度、倾角、偏心率等；NGSO卫星需要输入轨道类 型、半长轴偏心率、倾角、升交点赤经、近地点幅角、真近点角和历元时刻等内容。 卫星需要的天线信息则通过选择天线配置单元形成的天线配置模型实现。如图5所 示。

1.2.3地面站分组

仿真系统是将一个组或一个台站(地面站、卫星)作为分析对象，所以如果多 个地面站将作为一个整体分析时，地面站分组操作可将同一系统或作为一个整体为 分析对象的地面站编为一个组。如图6所示。

1.2.4卫星分组

仿真系统是将一个组或一个台站(地面站、卫星)作为分析对象，所以如果多 个卫星或星座将作为一个整体分析时，卫星分组操作可将同一系统或作为一个整体 为分析对象的卫星或星座编为一个组。如图7所示。

1.3关联关系层

1.3.1链路配置

链路配置是确立波束发射端与接收端的对应关系的过程。只有存在明确对应关系的波束之间仿真系统才能建立对应的链路连接。链路配置分为固定链路、动态链 路、单发链路、单收链路等模式。

固定链路是明确固定的发射台站波束和接收台站波束关系的链路配置。只有存在固定关系且具备建链条件时，仿真系统会仿真此固定链路进行仿真干扰计算。

动态链路是存在明确的发射台站组或接收台站组关系的链路配置。其不具备明确的波束唯一性，所以在具备建链条件时，仿真系统会动态生成链路进行仿真干扰 计算。

单发链路和单收链路是只存在一端确定的波束的链路配置。仿真系统会在整个仿真过程中保持波束的发送和接收仿真状态。

链路配置过程依次为起点信息配置、终点信息配置、空口配置及跟踪策略配置。起点信息包括台站配置模型选择、天线配置模型选择和功率设定；终点信息配置内 容包含台站配置模型选择、天线配置模型选择、噪声系数和系统噪声等；空口配置 即选择需要的空口配置模型；跟踪策略配置是在系统提供的跟踪策略中选择用户所 需要的跟踪策略，其中包括最大仰角策略、最短距离策略、最长通信时间策略以及 仰角方位角范围等。如图8所示。

1.3.2链路分组

仿真系统在干扰计算时是将链路或链路组作为计算对象，所以如果多条链路将作为一个整体分析时，链路分组操作可将同一系统或作为一个整体为计算对象的链 路编为一个链路组。如图9所示。

1.3.3干扰规避策略配置

干扰规避策略配置是选择干扰规避策略，创建干扰规避策略模型，加载到仿真 系统中，使系统在仿真过程中充分考虑加入干扰规避策略后的干扰分析计算。

空间互联网星座兼容分析仿真系统可实现干扰规避策略有GSO弧段隔离角策略、卫星姿态调整策略、波束指向调整策略和发射功率调整策略。如图10所示。

1.4分析对象配置层

1.4.1干扰受扰对象配置

干扰受扰对象配置是为仿真系统确定在上述配置的链路或链路组中，哪些是受扰对象，哪些是干扰对象的配置过程，并生成受扰干扰对象配置模型。如图11所示。

1.4.2分析对象配置

分析对象配置是在系统级的干扰计算情况外，如用户需要特别观察某个固定链路或动态链路时，加入的干扰分析对象配置过程，生成分析对象配置模型。如图12 所示。

1.4.3统计项配置

统计项配置是用户配置在系统仿真时需要计算和观察的统计项及阈值内容。比如C/N、C/I、C/(N+I)、I/N、PFD、EPFD、ΔT/T等内容。如图13所示。

2、配置模型流程设计

如图14所示，配置模型流程可按序进行配置，最终生成空间互联网星座兼容共 用分析评估系统配置模型。

3、配置模型说明

系统的基础场景为包括三维与二维展示，并且可通过相关的配置界面对目标系统的场景分析参数进行定制化配置，如天线模型、波束复用参数、台站参数(卫星 轨道六根数、地面站位置参数)、空口链路参数(调制方式、编码方式、带宽，噪声 温度、信道传播模型(雨衰、云雾衰减、大气吸收等)等)；并且，可通过链路节点、 台站组合，链路组合，干扰链路与受扰链路指配等功能生成多轨道、多系统组合的 复杂干扰分析场景；此外，亦可通过系统配置针对不同系统的链路跟踪策略、干扰 规避策略进行参数配置，完成对动态分析场景的构建与干扰规避技术的分析验证。

启动低轨宽带卫星星座演示软件。低轨宽带卫星星座演示软件的程序界面主要包括：中间主要部分的三维场景显示部分，中间偏右面板显示二维场景，位于软件 的左下方的菜单栏。

界面中的图像显示窗口、子场景显示窗口和参数显示面板的个数、位置、大小 等属性信息可以通过配置文件在加载前配置，也可以在程序运行过程中调整。用户 可以通过按键隐藏所有这些子窗口，同时可以调整子场景窗口的视点状态。

菜单栏包含了软件主要功能的图形按钮，便于用户对软件的操作。软件的菜单 栏包括参数设置区、播放控制区、效果设置区三个区域。

3.1分析场景配置说明

参数设置区一共有八个图像按钮，按钮的功能从左到右依次是天线、电台、电 台分组、空口、链路、规避策略、链路分组、干扰受扰链路，配置参数时应按照从 左到右的图表顺序，依次进行参数配置，下面给出各模块详细介绍。

3.1.1天线模型配置说明

天线模块用于创建天线，类型包括单波束天线、规则多波束天线与非规则多波 束天线。

在单波束天线设置界面中，左边为已设置的天线列表，以及对单波束天线进行 添加，修改与删除的操作界面，右边为具体的单波束天线参数设置面板，该面板包 含“天线形状”“天线模型”“天线参数”等设置，同时天线模型可以选择“自定义 天线方向图”。天线形状包括圆形、椭圆两种类型；天线模型中集成了当前常用的天 线模型，后续可以根据具体需求添加；天线参数包含天线尺寸与效率、波束宽度与 峰值增益两个选择，当用户选择不同选项后下面的三个参数会发生相应变化，在天 线尺寸与效率选项下包含直径、效率的配置，在波束宽度与峰值增益选项下包含宽 度、增益的配置；极化方式包括左旋圆极化、右旋圆极化、水平线极化、垂直线极 化。适应链路表示该天线的频率是否与链路另一端的天线频率自动匹配。

规则多波束天线设置界面中，左边为已设置的天线列表，以及对规则多波束天 线进行添加，修改与删除的操作界面，右边为具体的规则多波束天线参数设置面板， 该面板包含可定义“天线名称”，“正面分布”“波束方向”“复用数”“复用设置”等，通过 圈数、间隔角度、波束分离角度来设置波束数目和形状，通过复用数和复用设置来 配置多波束中每个波束的特性。在针对每一个复用设置点击编辑按钮进入到该复用 设置的波束具体参数设置界面，其具体参数设置参考单波束设置界面。

非规则多波束天线设置界面中，左边为已设置的天线列表，以及对非规则多波 束天线进行添加，修改与删除的操作界面，右边为具体的非规则多波束天线参数设 置面板，该面板包含可定义“天线名称”、“波束数量”以及各波束方位俯仰角度设置等。 通过波束数量来设值要配置多少个波束，下面的表格会自动生成对应数目的方位俯 仰数目，其下的各波束参数设置可以设置每一个具体的波束参数，其界面参考单波 束天线设置。目前波束数量的设置范围为1～64。

3.1.2电台模型配置说明

电台配置模块用于创建地面站，移动终端或卫星。

创建固定地面站界面中，包含为已设置的地面站列表，以及对地面站进行添加，修改与删除的操作界面。

地面站的创建方式有三种，文件加载创建，随机位置创建与精确位置创建。

文件加载创建过程中，选择载入按钮弹出文件选择对话框，选择预先配置好的 地面站文件，点击确定则导入相应的地面站数据；然后选择“添加天线”选项，弹出 关联天线设置面板，该面板包含已设置天线列表，以及“添加”“修改”“删除”操作选项， 选择“添加”选项，弹出添加天线参数设置界面，注意在“选择已设置天线”中，包含创 建天线时所包含的单波束与多波束天线，依次设置“馈线损耗”，“固定指向”或“根据 链路调整指向”等参数，点击保存。

随机位置创建地面站过程中，随机位置可选择为“全球随机位置”与“区域随机位置”，并依次设置“名称前缀”与“创建数量”，选择“创建地面站”选项完成地面站的创 建；然后选择“添加天线”选项，弹出关联天线设置面板与添加天线参数设置面板， 该过程与文件加载创建地面站相同，因此不予详细介绍。其中左上角点经度、右下 角点经度范围为-180～180度，左上角点纬度、右下角点纬度范围为-90～90度。

精确位置创建地面站界面中，包含“地面站命名”，“经度”，“纬度”，“高度”等选项。其中经度范围为-180～180度，纬度范围为-90～90度，高度需要大于0。

创建手持移动终端的方式包含文件加载创建，随机位置创建与精确位置创建， 具体方式与创建地面站一致，因此不予详细介绍。

创建GSO卫星流程界面中，左上为已设置的卫星列表，以及“添加”“修改”“删除”选项，选择添加或修改，弹出GSO参数设置图，定义卫星名称，并依次设置卫星星 下点经度、倾角等，选择“添加天线”选项，依次弹出左下与右下界面，具体流程与 前述一致，由此不予详细介绍。最后点击保存按钮保存该GSO卫星对象。其中经度 的设置范围是-180～180度，倾角的设置范围是0～180度，先根据星下点经度、倾角、 对应的时刻基于GSO卫星特性将这些参数转化为轨道六根数来描述，针对轨道六根 数目前软件根据用户配置后台采用HPOP模型来进行轨道推算，模型参数设置主要包 括三个：Central Body Gravity，Drag与SolarRadiation Pressure。其中在Central Body Gravity中，设置重力为JGM3.grv，最大带谐项与最大田谐项为30；在Drag 模块中，设置大气阻力面质比为0.01126m^2/kg；在SolarRadiation Pressure模 块中，设置太阳光压面质比为0.01126m^2/kg。在推算完毕后转换为地固坐标系或者 地惯坐标系下位置坐标。

创建NGSO卫星流程界面中，左边为已设置的卫星列表，以及“添加”“修改”“删 除”选项，选择添加或修改，弹出NGSO参数设置图，定义卫星名称，并依次设置“轨 道模型”、“半长轴”、“偏心率”“倾角”等。选择“添加天线”选项，具体流程与前述一 致，由此不予详细介绍。最后点击保存按钮保存该NGSO卫星对象。其中半长轴需 要大于地球半径、偏心率范围在0～1，倾角范围在0～180度，升交点赤经范围在0～360 度，近地点幅角范围在0～360度，真近点角范围在0～360度，历元时刻按照默认参 数的格式标准，需要提供2000年以后的时刻。轨道推算模型与前述GSO卫星的推 算一致。

3.1.3电台分组配置说明

电台分组模块的任务为创建地面站或卫星分组。在地面站成组操作界面，定义 成组名称，并从左侧备选库中依次选择同组地面站，添加到已选对象，完成地面站 成组配置。单个地面站的选择是从左侧选中一个后点击往右的按钮来进行，成批地 面站的选择是从左侧中先选择该批地面站第一个地面站然后按shift键选择该批地 面站的最后一个地面站，再点击往右按钮。如果想去掉已选择地面站，则从已选对 象中选中目标对象点击往左按钮。卫星成组操作与上述相同，因此不予详细介绍。

3.1.4空口模型配置说明

空口参数配置界面中，左侧为空口设置面板，包含已设置的空口列表，以及“添加”、“修改”、“删除”等操作选项，选择添加或修改选项，弹出空口参数配置界面， 包含“基本信息”、“发射端”、“电波传播”、“接收端”等模块，具体的参数选项在 界面中已明确，需要说明的是成型滚角系数范围为0～1。

3.1.5链路配置说明

链路配置模块包括固定、动态、单发、单收链路。创建固定链路界面中包含已 设置的链路列表，以及“添加”、“修改”、“删除”选项。

固定链路参数设置窗口中，左上与右上为设置起点与终点的“台站”与“发射 天线”，左下为设置起点到终点的链路，包括发射端与接收端的参数，右下为设置跟 踪策略，仰角范围与方位角范围，具体的选项在界面中已给出，因此不做详细介绍。

动态链路创建流程与固定链路相似，区别在于起点与终点可选择台站组或卫星组，因此不予详细介绍。

单发链路创建流程中，链路设置面板与前述类似，单发链路参数设置窗口包含 起点与发射端两个选项，在起点选项中，可选择台站组或卫星组，或选择单个台站， 在发射端选项中，可对空口，功率，频率等参数进行设置，具体的选项在界面中已 给出，因此不做详细介绍。

单收链路创建流程与单发链路创建流程相似，区别在于发射端的参数设置有所不同，因此不予详细介绍。

3.1.6干扰规避策略配置说明

规避策略模块的任务是创建干扰规避策略，包含“策略名称”以及干扰规避策 略勾选选项。

3.1.7链路分组配置说明

链路分组模块的任务是创建链路分组，首先定义成组名称，并从左侧备选库重 依次选择同组链路，添加到已选对象，完成链路成组配置。

3.1.8干扰与受扰链路指配说明

干扰受扰链路模块的任务为配置干扰受扰链路。在干扰链路设置流程中，首先 弹出干扰链路设置面板，其次弹出干扰受扰链路配置，该配置包括干扰链路配置与 受扰链路配置，具体操作流程与链路成组配置类似，因此不予详细介绍。

3.1.9运行控制参数配置说明

运行控制配置有五个操作按钮，一个信息显示区。按钮的功能从左到右依次是 减速播放、开始/暂停、加速播放、取消仿真、仿真时间设置。信息显示区显示仿真 当前时间。

在仿真时间设置中，如图15所示，可以设置仿真的起始时间与终止时间以及仿 真步长。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管 参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明 的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均 应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，其特征在于，该系统包括：基础配置层、实体配置层、关联配置层与分析对象配置层；

所述基础配置层，用于基于人机交互确定最基础的配置信息，并为其他配置层产生基础配置内容；

所述实体配置层，用于基于人机交互和基础配置内容对用户观察的实体进行配置，该实体包括：卫星、星座和地面站；

所述关联配置层，用于对实体间建立逻辑关系的配置信息，包括：链路配置、链路分组配置和干扰规避策略配置，对实体配置层和基础配置层的内容进行组织并建立对应的链路规则；

所述分析对象配置层，用于确定干扰链路和受扰链路配置。

2.根据权利要求1所述的用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，其特征在于，所述基础配置层包括：天线配置单元和空口配置单元；

所述天线配置单元，用于为卫星或地面站提供天线配置内容，生成可直接加载到台站的天线配置模型，实现单波束、多波束及自定义波束天线模型的配置；配置内容包括：天线俯形、天线方向图模型、天线尺寸和效率、峰值增益和宽度、工作频率和极化方式；

所述空口配置单元，用于为链路配置提供链路空口元素，从基本信息、发射端、电波传播空间段和接收端四个方面进行划分配置，生成可直接加载到链路模型的空口配置模型；其中基本信息包括载波数量、调制方式信道速率、滚降系数和编码方式；发射端包括发射功率和线路损耗；电波传播空间段包括大气损耗、指向损耗、极化损耗和降雨损耗；接收端包括噪声温度、噪声系数、线路损耗和调制损耗。

3.根据权利要求1所述的用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，其特征在于，所述实体配置层包括：地面站配置单元、卫星配置单元、地面站分组单元和卫星分组单元；

所述地面站配置单元，用于录入地面站信息并生成地面站配置模型，地面站信息包括：地面站位置信息与地面站天线信息；并通过选择天线配置单元形成的天线配置模型实现天线配置；

所述卫星配置单元，用于录入卫星信息生成卫星配置模型；卫星信息包括：卫星的轨道信息与卫星天线信息；GSO卫星信息包括输入经度、倾角和偏心率；NGSO卫星信息包括：轨道类型、半长轴偏心率、倾角、升交点赤经、近地点幅角、真近点角和历元时刻；并通过选择天线配置单元形成的天线配置模型实现天线配置；

所述地面站分组单元，用于将同一系统或作为一个整体为分析对象的地面站编为一个组；

所述卫星分组单元，用于将同一系统或作为一个整体为分析对象的卫星或星座编为一个组。

4.根据权利要求1所述的用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，其特征在于，所述关联关系层包括：链路配置单元、链路分组单元和干扰规避策略配置单元；

所述链路配置单元，用于确立波束发射端与接收端的对应关系；分为固定链路、动态链路、单发链路和单收链路；固定链路是明确固定的发射台站波束和接收台站波束关系的链路配置；动态链路是存在明确的发射台站组或接收台站组关系的链路配置；单发链路和单收链路是只存在一端确定的波束的链路配置；

所述链路分组单元，用于将同一系统或作为一个整体为计算对象的链路编为一个链路组；

所述干扰规避策略配置单元，用于选择干扰规避策略并创建干扰规避策略模型，干扰规避策略包括：GSO弧段隔离角策略、卫星姿态调整策略、波束指向调整策略和发射功率调整策略。

5.根据权利要求4所述的用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，其特征在于，所述链路配置单元的具体实现过程包括：

对起点信息进行配置，包括台站配置模型选择、天线配置模型选择和功率设定；

对终点信息进行配置，包括台站配置模型选择、天线配置模型选择、噪声系数和系统噪声；

选择需要的空口配置模型对空口进行配置；

在所有的跟踪策略中选择用户所需要的跟踪策略对跟踪策略进行配置，其中包括最大仰角策略、最短距离策略、最长通信时间策略以及仰角方位角范围。

6.根据权利要求1所述的用于空间互联网星座兼容分析仿真的场景配置系统，其特征在于，所述分析对象配置层包括：干扰受扰对象配置单元、分析对象配置单元和统计项配置单元；

所述干扰受扰对象配置，用于为仿真系统确定在上述配置的链路或链路组中，哪些是受扰对象，哪些是干扰对象，并生成受扰干扰对象配置模型；

所述分析对象配置，用于在系统级的干扰计算情况外，当用户需要观察某个固定链路或动态链路时，加入干扰分析对象配置，生成分析对象配置模型；

所述统计项配置，用于配置系统仿真时需要计算和观察的统计项及阈值内容。

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