CN113627799A - 基于军事效益的gso频轨资源效能评估方法 - Google Patents

基于军事效益的gso频轨资源效能评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,该方法步骤如下:计算待评估资料的军事覆盖区满足度A1;计算军用频率覆盖度A2;计算业务支持度A3;计算地球站支持度A4;计算军事应用有效覆盖度A5;计算与现有军用系统的合作度A6;将待评估指标A1~A6作为一级指标,并给定一级指标的判决矩阵;基于判决矩阵分别计算权重,得到一级指标的权重向量
Figure DDA0003208775160000011
计算每个一级指标的模糊满意度;针对获取的一级指标值分别计算模糊度向量,生成评价矩阵R;基于一级指标的权重向量
Figure DDA0003208775160000013
令矩阵
Figure DDA0003208775160000012
选取矩阵C中最大值作为效能评估值。本发明有助于提升储备军事频轨资源的质量,并且各指标清晰明了,具有较强的工程可实现性。

Description

基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法
技术领域
本发明涉及卫星频率轨道技术领域,特别是一种基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法。
背景技术
空间频率轨道资源是空间系统赖以存在的前提和基本保障,是发展航天装备不可或缺的战略资源,是各国开展卫星业务系统的重要基础条件之一,也是国家主权的延伸。然而随着技术不断更新演进,以及人类需求不断增长,空闲频谱资源已非常稀缺,各国的抢占力度使得本已趋于应用饱和的资源面临更加激烈的争夺。为了增强我国军事频轨资源的储备能力,获取更优质的频率轨道资源优先使用权,需要对军事效益做相应评估。
现有对频轨资源的评估方法较为欠缺,而且由于军事需求不透明,导致从军事效益角度出发的评估非常稀缺,为了增强我国用于军事效益的频轨资源储备量,制定一套完整的基于频率轨道资源的军事效益效能评估必不可少。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于GSO频率轨道资源军事效益的效能评估方法,以增强用于军事效益的频轨资源储备量。
实现本发明目的的技术解决方案为:一种基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,包括以下步骤:
步骤1、计算待评估资料的军事覆盖区满足度,令军事覆盖区满足度的值为A1
步骤2、计算军用频率覆盖度,令军用频率覆盖度的值为A2
步骤3、计算业务支持度,令业务支持度为A3
步骤4、计算地球站支持度,令地球站支持度为A4
步骤5、计算军事应用有效覆盖度,令军事应用有效覆盖度为A5
步骤6、计算与现有军用系统的合作度,令与军用系统的合作度为A6
步骤7、将待评估指标A1、A2、A3、A4、A5、A6作为一级指标,并给定一级指标的判决矩阵;
步骤8、基于一级指标的判决矩阵,分别计算权重,得到一级指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000011
步骤9、计算每个一级指标的模糊满意度;
步骤10、针对步骤1到步骤7中获取的值分别计算模糊度向量,生成评价矩阵R;
步骤11、基于一级指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000022
令矩阵
Figure BDA0003208775140000021
选取矩阵C中最大值作为效能评估值。
本发明与现有技术相比,其显著优点为:(1)有助于更快速的对一份网络的军事效益有较为清晰的认知,提升我国储备军事频轨资源的质量;(2)各指标清晰明了,具有较强的工程可实现性。
附图说明
图1是待评估指标分级示意图。
图2是指标函数示意图。
具体实施方式
本发明基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,包括以下步骤:
步骤1、计算待评估资料的军事覆盖区满足度,令军事覆盖区满足度的值为A1
步骤2、计算军用频率覆盖度,令军用频率覆盖度的值为A2
步骤3、计算业务支持度,令业务支持度为A3
步骤4、计算地球站支持度,令地球站支持度为A4
步骤5、计算军事应用有效覆盖度,令军事应用有效覆盖度为A5
步骤6、计算与现有军用系统的合作度,令与军用系统的合作度为A6
步骤7、将待评估指标A1、A2、A3、A4、A5、A6作为一级指标,并给定一级指标的判决矩阵;
步骤8、基于一级指标的判决矩阵,分别计算权重,得到一级指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000023
步骤9、计算每个一级指标的模糊满意度;
步骤10、针对步骤1到步骤7中获取的值分别计算模糊度向量,生成评价矩阵R;
步骤11、基于一级指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000025
令矩阵
Figure BDA0003208775140000024
选取矩阵C中最大值作为效能评估值。
进一步地,步骤1所述计算待评估资料的军事覆盖区满足度,令军事覆盖区满足度的值为A1,具体如下:
步骤11、确定待评估频轨资源的波束覆盖区集合。将该资料的所有grp_id代入srs数据库的grp表,记录每个grp_id对应的beam_name和area_no到待评估资源覆盖区表,当所属beam_name和area_no相同时,仅记录一条。
如表1所示,id1表示待评估资源覆盖区表中行序号,beam_name和area_no组合用于确定唯一的GIMS覆盖图。
表1待评估资源覆盖区表
Figure BDA0003208775140000031
步骤12、确定军事覆盖区集合。由用户在地图标定军事目标覆盖区域,可以标定多个区域,每个区域分别按顺序记录到表2,表中id2表示用户标定的顺序,area一列存储经纬度值用于确定区域位置。
表2军事覆盖区表
id<sub>2</sub> area
1 a<sub>1</sub>
2 a<sub>2</sub>
3 a<sub>3</sub>
4 a<sub>4</sub>
步骤13、计算待评估资料的覆盖区度。对于表2中的每一行数据,计算表1与该区域的重合面积占该区域的比值ai
Figure BDA0003208775140000032
进一步地,步骤2所述计算军用频率覆盖度,令频率覆盖度的值为A2,具体如下:
步骤21、建立军用频率表,如表3所示,表中字段包括序号id3,业务区area,频率起始值freq_from、频率终止值freq_to、重叠频段标记repeat;
表3军事频率表
id<sub>3</sub> area freq_from freq_to repeat
1
2
3
4
步骤22、查找实际提供频率弧段。令重叠频段初始值i=0,读取srs数据库中的s_beam表,通过ntc_id获取所有的beam_name,依次读取每个beam_name的freq_min和freq_max,遍历需求频段表,若[freq_min,freq_max]与[freq_from,freq_to]有重叠频段,则判定拥有该频段,查看表3中对应repeat列是否为Y,为Y时继续判断下一个beam_name,否则令repeat为Y且令i=i+1,之后继续判断下一个beam_name,直到该ntc_id下所有的beam_name全部遍历完成;
步骤23、计算军用频率覆盖度A2如下:
Figure BDA0003208775140000041
进一步地,步骤3所述计算业务支持度,令业务支持度为A3,具体如下:
遍历srs数据库中的grp表,通过ntc_id获取所有的grp_id;通过grp_id查询srv_cls数据表的stn_cls数据项获取卫星所有支持的业务,之后统计军用所需业务类型数量,查找卫星支持的业务类型和军用所需业务类型的重叠业务类型,令业务支持度A3=重叠业务类型数量/军用所需业务类型数量。
进一步地,步骤4所述计算地球站支持度,令地球站支持度为A4,具体如下:
遍历srs数据库中的grp表,通过ntc_id获取所有的grp_id;通过grp_id查询e_srvcls数据表的stn_cls数据项获取地球站的所有类型,之后统计军用所需地球站的类型数量,查找卫星支持的地球站类型和军用所需地球站类型的重叠地球站类型,令地球站支持度A4=重叠地球站类型数量/军用所需地球站类型数量。
进一步地,步骤5所述计算军事应用有效覆盖度,令军事应用有效覆盖度为A5,具体为:
将待评估资料的ntc_id代入s_beam表,获取所有的波束,按照待评估资源覆盖区表的id1顺序,将每个波束做如下运算:
步骤51、查找波束对应的gxt文件,通过GIMS打开,获取覆盖区业务区图和增益图;将业务区进行网格化处理,即将地图等分成多个网格,并确定每个网格的增益值;
步骤52、计算路径损耗LF:令d表示卫星覆盖的最大距离,同步轨道卫星高度为35786km,令d=35786;将波束的beam_name代入s_beam表,获取对应的freq_min和freq_max,即最小和最大频率,计算波束中心频率f=(freq_min+freq_max)/(2×1000),得到路径损耗如下:
LF=92.45+201g(d×f)
步骤53、计算接收功率pr:令未知量发射天线增益为Gi,通过ntc_id获取grp表该波束下的所有grp_id,将grp_id代入emiss表,获取发射功率pwr_ds_nbw,选择该波束下最大的发射功率值,将grp_id代入e_as_stn表,获取对应的最大接收天线增益gain,计算接收功率如下:
pr=Gi+最大发射功率—LF+最大接收天线增益
步骤54、计算噪声功率N:通过grp_id读取grp表的noise_t和bdwdth字段,获取噪声温度T和带宽B,计算噪声功率N如下:
N=KTB×1000
其中,K为玻尔兹曼常数,K=1.38×10-23
步骤55、计算辐射半径r:令Pr/N≥解调门限,求解得未知数Gi,根据天线增益图,Gmax和Gi的差值,从而获取辐射角度θ,计算辐射半径r如下:
r=tanθ×35786
步骤56、通过ntc_id读取s_beam表的bore_long和bore_lat字段获取经纬度坐标,通过GIMS软件,输入卫星投射点经纬度以及辐射半径r,计算卫星辐射面积;取待评估资源覆盖区表中对应行的覆盖区投放到GIMS中,与卫星辐射面积做网格化处理,计算得出重叠面积,令军事应用有效覆盖度A5=重叠面积/业务覆盖区。
进一步地,步骤6所述计算与现有军用系统的合作度,令与军用系统的合作度为A6,具体如下:
步骤61、计算军事覆盖区增加度B1:在步骤1获取的信息基础上,令军事覆盖区增加度B1=(卫星辐射面积—军事区有效范围)/军事区有效范围;
步骤62、计算军用频率覆盖增加度B2:在步骤2获取的信息基础上,令军用频率覆盖度增加度B2=(卫星使用频段—重叠频段)/需求频段;
步骤63、计算业务支持增加度B3:在步骤3获取的信息基础上,令业务支持增加度B3=(卫星支持业务类型数量—重叠业务类型数量)/军用所需业务类型数量;
步骤64、计算地球站支持增加度B4:在步骤4获取的信息基础上,令地球站支持增加度B4=(卫星支持地球站类型数量—重叠地球站类型数量);
步骤65、给定各指标Bi的权值bi,i=1,2,3,4,计算得到与军用系统的合作度为A6,计算公式如下:
Figure BDA0003208775140000061
进一步地,如图1所示,步骤7所述将待评估指标A1、A2、A3、A4、A5、A6作为一级指标,并给定一级指标的判决矩阵,如表4所示:
表4一级指标的判决矩阵
A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub> A<sub>6</sub>
A<sub>1</sub>
A<sub>2</sub>
A<sub>3</sub>
A<sub>4</sub>
A<sub>5</sub>
A<sub>6</sub>
进一步地,步骤8所述基于一级指标的判决矩阵,分别计算权重,得到一级指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000064
具体如下:
首先将一级指标的判决矩阵每一列的值归一化为ωij
Figure BDA0003208775140000062
将ωij按行求和得ωi,将ωi归一化得到
Figure BDA0003208775140000063
得到指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000065
进一步地,步骤9所述计算每个一级指标的模糊满意度,具体如下:
设置5个等级,即A、B、C、D和E,并由专家给出边界值,边界值按顺序由a1,b2,a2,b3,a3,b4,a4,b5表示,如图2所示。
进一步地,步骤10所述针对步骤1到步骤7中获取的值分别计算模糊度向量,生成评价矩阵R,具体如下:
对于所有一级指标Ap,p=1,2,3,4,5,6,依次代入公式(1)、公式(2)和公式(3),得到一个一行五列的评价矩阵rp=[rpi,i=1,2,3,4,5],记评价矩阵为R=[rp,p=1,2,3,4,5,6];
Figure BDA0003208775140000071
Figure BDA0003208775140000072
Figure BDA0003208775140000073
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例
本实施例以待评估频率轨道资源的网络资料ID为90500393为例,其卫星网络名称为GALS-2。
步骤1、计算待评估资料的军事覆盖区满足度,令军事覆盖区满足度的值为A1
1、确定该资料的波束覆盖区集合。将ntc_id代入grp表,查找所有的grp_id,包括81700166、81700167、81700168、81700169、81700170、81700166,记录对应的beam_name和area_no到待评估资源覆盖区表,当所属beam_name和area_no相同时,仅记录一条。如表5所示,id表示顺序,beam_name和area_no组合用于确定唯一的GIMS覆盖图。
表5待评估资源覆盖区表
id beam_name area_no
1 G 1
2 NH 1
3 S 1
2、确定军事覆盖区集合。由用户在地图标定军事目标覆盖区域,可以标定多个区域,每个区域分别按顺序记录到表6,id表示用户标定的顺序,area存储一系列经纬度值用于确定区域位置,value存储该区域被赋予的价值。
表6军事覆盖区表
id area
1 s<sub>1</sub>
2 s<sub>2</sub>
3 s<sub>3</sub>
4 s<sub>4</sub>
3、计算待评估资料的覆盖区度。对于表2中的每一行数据,计算表1与该区域的重合面积占该区域的比值ai,即ai=重合面积/si,令
Figure BDA0003208775140000081
通过计算,A1=0.31。
步骤2、计算军用频率覆盖度,令频率覆盖度的值为A2
1、建立军用频率表,如表7所示;
表7军用频率表
Figure BDA0003208775140000082
2、查找实际提供频率弧段。令重叠频段初始值i=0,读取srs数据库中的s_beam表,通过ntc_id获取所有的beam_name,依次读取每个beam_name的freq_min和freq_max,遍历需求频段表,若[freq_min,freq_max]与[freq_from,freq_to]有重叠频段,则判定拥有该频段,查看表3中对应repeat列是否为Y,为Y时继续判断下一个beam_name,否则令repeat为Y且令i=i+1,之后继续判断下一个beam_name,直到该ntc_id下所有的beam_name全部遍历完成;
经过查找得到结果如表8所示:
表8军用频率表
Figure BDA0003208775140000091
3、计算军用频率满足度如下:
Figure BDA0003208775140000092
因此,通过计算,A2=0.6。
步骤3、计算业务支持度,令业务支持度为A3
遍历srs数据库中的grp表,通过ntc_id获取所有的grp_id。通过grp_id查询srv_cls数据表的stn_cls数据项获取卫星所有支持的业务,经过查找,该卫星网络支持业务包括EB、EF、EI、EV和EW。之后统计军用所需业务类型数量,经过查找,军用所需业务包括EB、EC、EF、EJ、EN、EI和EW。令业务支持度=重叠业务类型数量/军用所需业务类型数量。经过计算,得到业务支持度A3=0.571。
步骤4、计算地球站支持度,令地球站支持度为A4
遍历srs数据库中的grp表,通过ntc_id获取所有的grp_id。通过grp_id查询e_srvcls数据表的stn_cls数据项获取地球站的所有类型,经过查找,该卫星网络支持的地球站类型包括UB、TF、UA、UV和TW,之后统计军用所需地球站的类型数量,经过查找,军用所需地球站类型包括UB、TC、TF、TJ、TN、UA、UW。令地球站支持度=重叠地球站类型数量/军用所需地球站类型数量,经过计算,得到地球站支持度为A4=0.429。
步骤5、计算军事应用有效覆盖度,令军事应用有效覆盖度为A5
将待评估资料的ntc_id代入s_beam表,获取所有的波束,按照表1的id顺序,将每个波束做如下运算。
1、查找该波束对应的gxt文件,通过GIMS打开,获取覆盖区业务区图和增益图。将业务区进行网格化处理,即将地图等分成多个网格,并确定每个网格的增益值。
2、计算路径损耗LF。令d表示卫星覆盖的最大距离,由于同步轨道卫星高度为35786km,令d=35786。将该波束的beam_name代入s_beam表,获取对应的freq_min和freq_max,即最小和最大频率,计算波束中心频率f=(freq_min+freq_max)/(2×1000),得到路径损耗如下:
LF=92.45+20lg(d×f)
3、计算接收功率pr。令未知量发射天线增益为Gi,通过ntc_id获取grp表该波束下的所有grp_id,将grp_id代入emiss表,获取发射功率pwr_ds_nbw,选择该波束下最大的发射功率值,将grp_id代入e_as_stn表,获取对应的最大接收天线增益gain,计算接收功率如下:
pr=Gi+最大发射功率—LF+最大接收天线增益
4、计算噪声功率N。通过grp_id读取grp表的noise_t和bdwdth字段,获取噪声温度T和带宽B,计算噪声功率如下:
N=KTB×1000
其中,K为玻尔兹曼常数,K=1.38×10-23
5、计算辐射半径r。令Pr/N≥解调门限,求解得未知数Gi,根据天线增益图,Gmax和Gi的差值,从而获取其辐射角度。计算辐射半径r如下:
r=tanθ×35786
6、通过ntc_id读取s_beam表的bore_long和bore_lat字段获取其经纬度坐标,通过GIMS软件,输入卫星投射点经纬度以及辐射半径r,计算卫星辐射面积。取表1中对应行的覆盖区投放到GIMS中,与卫星辐射面积做网格化处理,计算得出重叠面积,令应用有效覆盖度=重叠面积/业务覆盖区。经过计算,得到应用有效覆盖度A5=0.571。
步骤6、计算与现有军用系统的合作关系,令合作关系为A6
1、计算军事覆盖区增加度。在步骤1获取的信息基础上,令军事覆盖区增加度=(卫星辐射面积—军事区有效范围)/军事区有效范围。经过计算,得到军事覆盖区增加度B1=0.176。
2、计算军用频率覆盖增加度。在步骤2获取的信息基础上,令军用频率覆盖区增加度=(卫星使用频段—重叠频段)/军用需求频段。经过计算,得到军用频率覆盖度增加度B2=0.441。
3、计算业务支持增加度。在步骤3获取的信息基础上,令业务支持度增加度=(卫星支持业务类型数量—重叠业务类型数量)/军用所需业务类型数量。经过计算,得到业务支持度增加度B3=0。
4、计算地球站支持度增加度。在步骤4获取的信息基础上,令地球站支持度增加度=(卫星支持地球站类型数量—重叠地球站类型数量)/军用地球站类型数量。经过计算,得到地球站支持度增加度B4=0.286。
5、给定各指标权值,b1=0.1,b2=0.4,b3=0.2,b4=0.3,计算得到与现有军用系统的合作关系度,计算公式如下:
Figure BDA0003208775140000111
经过计算,得到与现有军用系统的合作关系度为0.280。
步骤7、给定一级指标的判决矩阵如表9。
表9一级指标的判决矩阵
A<sub>1</sub> A<sub>2</sub> A<sub>3</sub> A<sub>4</sub> A<sub>5</sub> A<sub>6</sub>
A<sub>1</sub> 1 2 5 3 2 3
A<sub>2</sub> 1/2 1 5/2 3/2 1 3/2
A<sub>3</sub> 1/5 2/5 1 3/5 2/5 3/5
A<sub>4</sub> 1/3 2/3 5/3 1 2/3 1
A<sub>5</sub> 1/2 1 5/2 3/2 1 3/2
A<sub>6</sub> 1/3 2/3 5/3 1 2/3 1
步骤8、基于判决矩阵,分别计算权重。首先将矩阵每一列的值归一化为ωij
Figure BDA0003208775140000121
将ωij按行求和,例如ω1=ω1112,之后将ωi归一化得到
Figure BDA0003208775140000122
得到指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000123
如表10:
表10指标的权重向量
Figure BDA0003208775140000124
步骤9、计算每个指标的模糊满意度。设置5个等级,即A、B、C、D和E,并由专家给出各指标的边界值,即图1中的a1,b2,a2,b3,a3,b4,a4,b5。具体数值如下:A1的边界值为[0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1],A2的边界值为[0.1,0.3,0.5,0.6,07,0.8,0.9,1],A3的边界值为[0.1,0.2,0.3,0.5,0.7,0.8,0.9,1],A4的边界值为[0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.8,1],A5的边界值为[0.1,0.3,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1],A6的边界值为[0.1,0.3,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1]。
步骤10、针对步骤6获取的值,计算模糊度向量,生成评价矩阵,计算如下:
针对Aa(a=1,2,3,4,5,6),令i分别为1,2,3,4,5,依次代入公式(1)、公式(2)和公式(3),得到评价矩阵B=[r1,r2,r3,r4,r5,r6]。其中,r1=[0,0,0.9,0.1,0,0],r2=[0,0,0,1,0,0],r3=[0,0,0,1,0,0],r4=[0,0,0,1,0,0],r5=[0,0,0.29,0.71,0,0],r6=[0,0.1,0.9,0,0,0]。
Figure BDA0003208775140000125
Figure BDA0003208775140000131
Figure BDA0003208775140000132
步骤11、基于指标权重
Figure BDA0003208775140000133
计算一级指标加权的模糊度向量。令矩阵
Figure BDA0003208775140000134
Figure BDA0003208775140000135
为一级指标的权重向量,经过计算,得到矩阵C=[0.074,0.081,0.081,0.081,0.079,0.084],选取矩阵C中最大值作为效能评估值,因此GALS-2卫星网络的效能评估值为0.084。
本发明有助于更快速的对一份网络的军事效益有较为清晰的认知,提升我国储备军事频轨资源的质量;各指标清晰明了,具有较强的工程可实现性。

Claims (10)

1.一种基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、计算待评估资料的军事覆盖区满足度,令军事覆盖区满足度的值为A1
步骤2、计算军用频率覆盖度,令军用频率覆盖度的值为A2
步骤3、计算业务支持度,令业务支持度为A3
步骤4、计算地球站支持度,令地球站支持度为A4
步骤5、计算军事应用有效覆盖度,令军事应用有效覆盖度为A5
步骤6、计算与现有军用系统的合作度,令与军用系统的合作度为A6
步骤7、将待评估指标A1、A2、A3、A4、A5、A6作为一级指标,并给定一级指标的判决矩阵;
步骤8、基于一级指标的判决矩阵,分别计算权重,得到一级指标的权重向量
Figure FDA0003208775130000012
步骤9、计算每个一级指标的模糊满意度;
步骤10、针对步骤1到步骤7中获取的值分别计算模糊度向量,生成评价矩阵R;
步骤11、基于一级指标的权重向量
Figure FDA0003208775130000013
令矩阵
Figure FDA0003208775130000014
选取矩阵C中最大值作为效能评估值。
2.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤1所述计算待评估资料的军事覆盖区满足度,令军事覆盖区满足度的值为A1,具体如下:
步骤11、确定待评估频轨资源的波束覆盖区集合:将待评估资料的所有grp_id代入srs数据库的grp表,记录每个grp_id对应的波束名称beam_name和业务区编号area_no到待评估资源覆盖区表,当所属beam_name和area_no相同时,仅记录一条;待评估资源覆盖区表中,id1表示待评估资源覆盖区表中行序号,beam_name和area_no组合用于确定唯一的GIMS覆盖图;
步骤12、确定军事覆盖区集合:由用户在地图标定军事目标覆盖区域,标定多个区域,每个区域分别按顺序记录到军事覆盖区表,表中id2表示用户标定的顺序,area一列存储经纬度值用于确定区域位置;
步骤13、计算待评估资料的覆盖区度:对于军事覆盖区表中的每一行数据,计算待评估资源覆盖区表与该区域的重合面积占该区域的比值ai
Figure FDA0003208775130000011
3.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤2所述计算军用频率覆盖度,令频率覆盖度的值为A2,具体如下:
步骤21、建立军用频率表,表中字段包括序号id3,业务区area,频率起始值freq_from、频率终止值freq_to、重叠频段标记repeat;
步骤22、查找实际提供频率弧段:令重叠频段初始值i=0,读取srs数据库中的s_beam表,通过ntc_id获取所有的beam_name,依次读取每个beam_name的freq_min和freq_max,遍历军用频率表,若[freq_min,freq_max]与[freq_from,freq_to]有重叠频段,则判定拥有该频段,查看军用频率表中对应repeat列是否为Y,为Y时继续判断下一个beam_name,否则令repeat为Y且令i=i+1,之后继续判断下一个beam_name,直到该ntc_id下所有的beam_name全部遍历完成;
步骤23、计算军用频率覆盖度A2如下:
Figure FDA0003208775130000021
4.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤3所述计算业务支持度,令业务支持度为A3,具体如下:
遍历srs数据库中的grp表,通过ntc_id获取所有的grp_id;通过grp_id查询srv_cls数据表的stn_cls数据项获取卫星所有支持的业务,之后统计军用所需业务类型数量,查找卫星支持的业务类型和军用所需业务类型的重叠业务类型,令业务支持度A3=重叠业务类型数量/军用所需业务类型数量。
5.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤4所述计算地球站支持度,令地球站支持度为A4,具体如下:
遍历srs数据库中的grp表,通过ntc_id获取所有的grp_id;通过grp_id查询e_srvcls数据表的stn_cls数据项获取地球站的所有类型,之后统计军用所需地球站的类型数量,查找卫星支持的地球站类型和军用所需地球站类型的重叠地球站类型,令地球站支持度A4=重叠地球站类型数量/军用所需地球站类型数量。
6.根据权利要求2所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤5所述计算军事应用有效覆盖度,令军事应用有效覆盖度为A5,具体为:
将待评估资料的ntc_id代入s_beam表,获取所有的波束,按照待评估资源覆盖区表的id1顺序,将每个波束做如下运算:
步骤51、查找波束对应的gxt文件,通过GIMS打开,获取覆盖区业务区图和增益图;将业务区进行网格化处理,即将地图等分成多个网格,并确定每个网格的增益值;
步骤52、计算路径损耗LF:令d表示卫星覆盖的最大距离,同步轨道卫星高度为35786km,令d=35786;将波束的beam_name代入s_beam表,获取对应的freq_min和freq_max,即最小和最大频率,计算波束中心频率f=(freq_min+freq_max)/(2×1000),得到路径损耗如下:
LF=92.45+20lg(d×f)
步骤53、计算接收功率pr:令未知量发射天线增益为Gi,通过ntc_id获取grp表该波束下的所有grp_id,将grp_id代入emiss表,获取发射功率pwr_ds_nbw,选择该波束下最大的发射功率值,将grp_id代入e_as_stn表,获取对应的最大接收天线增益gain,计算接收功率如下:
pr=Gi+最大发射功率—LF+最大接收天线增益
步骤54、计算噪声功率N:通过grp_id读取grp表的noise_t和bdwdth字段,获取噪声温度T和带宽B,计算噪声功率N如下:
N=KTB×1000
其中,K为玻尔兹曼常数,K=1.38×10-23
步骤55、计算辐射半径r:令Pr/N≥解调门限,求解得未知数Gi,根据天线增益图,Gmax和Gi的差值,从而获取辐射角度θ,计算辐射半径r如下:
r=tanθ×35786
步骤56、通过ntc_id读取s_beam表的bore_long和bore_lat字段获取经纬度坐标,通过GIMS软件,输入卫星投射点经纬度以及辐射半径r,计算卫星辐射面积;取待评估资源覆盖区表中对应行的覆盖区投放到GIMS中,与卫星辐射面积做网格化处理,计算得出重叠面积,令军事应用有效覆盖度A5=重叠面积/业务覆盖区。
7.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤6所述计算与现有军用系统的合作度,令与军用系统的合作度为A6,具体如下:
步骤61、计算军事覆盖区增加度B1:在步骤1获取的信息基础上,令军事覆盖区增加度B1=(卫星辐射面积—军事区有效范围)/军事区有效范围;
步骤62、计算军用频率覆盖增加度B2:在步骤2获取的信息基础上,令军用频率覆盖度增加度B2=(卫星使用频段—重叠频段)/需求频段;
步骤63、计算业务支持增加度B3:在步骤3获取的信息基础上,令业务支持增加度B3=(卫星支持业务类型数量—重叠业务类型数量)/军用所需业务类型数量;
步骤64、计算地球站支持增加度B4:在步骤4获取的信息基础上,令地球站支持增加度B4=(卫星支持地球站类型数量—重叠地球站类型数量);
步骤65、给定各指标Bi的权值bi,i=1,2,3,4,计算得到与军用系统的合作度为A6,计算公式如下:
Figure FDA0003208775130000041
8.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤8所述基于一级指标的判决矩阵,分别计算权重,得到一级指标的权重向量
Figure FDA0003208775130000042
具体如下:
首先将一级指标的判决矩阵每一列的值归一化为ωij
Figure FDA0003208775130000043
将ωij按行求和得ωi,将ωi归一化得到
Figure FDA0003208775130000044
得到指标的权重向量
Figure FDA0003208775130000045
9.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤9所述计算每个一级指标的模糊满意度,具体如下:
设置5个等级,即A、B、C、D和E,并由专家给出边界值,边界值按顺序由a1,b2,a2,b3,a3,b4,a4,b5表示。
10.根据权利要求1所述的基于军事效益的GSO频轨资源效能评估方法,其特征在于,步骤10所述针对步骤1到步骤7中获取的值分别计算模糊度向量,生成评价矩阵R,具体如下:
对于所有一级指标Ap,p=1,2,3,4,5,6,依次代入公式(1)、公式(2)和公式(3),得到一个一行五列的评价矩阵rp=[rpi,i=1,2,3,4,5],记评价矩阵为R=[rp,p=1,2,3,4,5,6];
Figure FDA0003208775130000051
Figure FDA0003208775130000052
Figure FDA0003208775130000053
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