CN114727300B

CN114727300B - 基于引力模型的信关站部署方法及相关设备

Info

Publication number: CN114727300B
Application number: CN202210119625.4A
Authority: CN
Inventors: 赵永利; 张源鉴; 王�华; 王伟; 张会彬; 张�杰
Original assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Current assignee: Beijing University of Posts and Telecommunications
Priority date: 2022-02-08
Filing date: 2022-02-08
Publication date: 2024-05-03
Anticipated expiration: 2042-02-08
Also published as: CN114727300A

Abstract

本申请提供一种基于引力模型的信关站部署方法及相关设备，所述方法包括：从信关站待部署区域获取第一候选位置集；从所述第一候选位置集中选取所述待部署区域的网络骨干节点作为第二候选位置集；基于经纬度二维图采用积分计算所述第一候选位置集中每一个候选位置的可视面积，以得到权值集；分别计算所述第一候选位置集中每个所述候选位置与所述第二候选位置集中每个所述候选位置的距离，以得到距离集；基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到信关站部署方案。采用引力模型方法计算候选位置的影响因子，从而更加方便地计算无重叠可视范围的信关站部署位置，进而实现了在部署方案部分已知的基础上计算最优信关站部署方案。

Description

基于引力模型的信关站部署方法及相关设备

技术领域

本申请涉及信关站位置部署技术领域，尤其涉及一种基于引力模型的信关站部署方法及相关设备。

背景技术

随着卫星通信技术的发展，各国对于空间信息资源的需求和依赖不断加深，利用卫星进行信息传递也成为了现代化天地一体化网络的重要传输方式之一。未来大规模卫星组网一旦建立，网络节点不断增多，其相应的信关站的部署数量也会增加。

现有技术单一的将人口密度、核心网络节点、物理距离或经纬度差异作为信关站部署的评判标准。当使用人口密度或核心网络节点作为评判标准时，对于信关站的分散分布不够充分，会导致信关站部署密集区域的信关站之间争抢馈电卫星，产生馈电卫星已经满载但是信关站并未满载的情况，降低卫星网络的有效容量，在极端情况下甚至会产生信关站的全部可见卫星都处于满载状态而无法与之建立馈电链路导致信关站失联的情况。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于引力模型的信关站部署方法及相关设备，用以解决或部分解决上述技术问题。

基于上述目的，本申请提供了一种基于引力模型的信关站部署方法，包括：

从信关站待部署区域获取第一候选位置集；

从所述第一候选位置集中选取所述待部署区域的网络骨干节点作为第二候选位置集；

基于经纬度二维图采用积分计算所述第一候选位置集中每一个候选位置的可视面积，以得到权值集；

分别计算所述第一候选位置集中每个所述候选位置与所述第二候选位置集中每个所述候选位置的距离，以得到距离集；

基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到信关站部署方案。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种基于引力模型的信关站部署装置，包括：

位置获取模块，被配置为从信关站待部署区域获取候选位置集；

骨干位置获取模块，被配置为从所述候选位置集中获取所述待部署区域的网络骨干节点集作为第二候选位置集；

权值计算模块，被配置为基于经纬度二维图采用积分计算所述候选位置集对应的可视面积集作为权值集；

距离计算模块，被配置为分别计算所述候选位置集中每个候选位置与所述第二候选位置集中全部候选位置的距离，将所述距离合并得到距离集；

方案输出模块，被配置为基于所述权值集和所述距离集采用引力模型方法计算得到信关站部署方案。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。

基于同一发明构思，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如上所述的方法。

从上面所述可以看出，本申请提供的基于引力模型的信关站部署方法及相关设备，通过筛选地面骨干网络核心节点等作为初始部署位置，使得部署方案更加符合实际情况，再通过利用二维经纬度图将三维距离坐标图不均匀分布的卫星数量密度转化为均匀分布，降低了信关站权值计算难度。采用引力模型方法计算候选位置的影响因子，从而更加方便地计算无重叠可视范围的信关站部署位置，进而实现了在部署方案部分已知的基础上计算最优信关站部署方案。

附图说明

为了更清楚地说明本申请或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的基于引力模型的信关站部署方法的流程示意图；

图2为本申请实施例的部署方案输出的流程示意图；

图3为本申请实施例的待部署区域的候选位置示意图；

图4为本申请实施例的三维卫星数量转化经纬度二维面积示意图；

图5为本申请实施例的第三候选位置集中每个候选位置的权值示意图；

图6为本申请实施例的第三候选位置集中每个候选位置的距离示意图；

图7为本申请实施例的信关站部署方案示意图；

图8为本申请实施例的基于引力模型的信关站部署装置的结构示意图；

图9为本申请实施例的电子设备硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本申请进一步详细说明。

需要说明的是，除非另外定义，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请实施例中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如背景技术所述，随着世界各国对于大规模低轨道卫星组网的研究日益深入，通过中继卫星或利用卫星组网传递信息更有利于实时获取和传递信息的优点日益凸显。选择利用卫星网络传输业务，其必然是要通过星间链路流向馈电卫星再通过馈电链路传输至信关站，但是由于信关站与馈电卫星之间不能无限制的建立连接，卫星网络会出现信关站与馈电卫星的通信资源无法充分利用的情况，导致卫星网络的整体资源利用率受限。现有的信关站方案一般是基于信关站所在节点在地面网络中的重要性、信关站间按距离均匀分布等生成的，并没有充分考虑对信关站在不同纬度上物理可视范围相同，但是可视范围内的卫星密度期望不同的特点。因此解决大规模卫星组网中的信关站部署问题至关重要。

由于成本原因信关站一般最多可以部署十根天线与十颗馈电卫星建立连接，馈电卫星最多可以与两个信关站建立连接，所以信关站和馈电卫星的天线数量与连接能力存在阈值，同时卫星的连接能力存在上限。因此，信关站和馈电卫星有限的相互连接条件会造成信关站无法与所有馈电卫星建立馈电链路并且馈电卫星也无法与全部信关站建立馈电链路的结果。

(1)大规模卫星组网技术

当今世界各国针对大规模低轨道卫星激光组网的研究日益深入，例如中国低轨巨型星座计划、美国Starlink计划、欧洲OneWeb计划等。未来大规模万节点卫星组网一旦建立，网络节点不断增多，规模也在急剧增加。Starlink星链，是美国太空探索技术公司SpaceX的一个项目，SpaceX公司计划在2019年至2024年在太空搭建由约1.2万颗卫星组成的“星链”网路为全球所有地区无死角的提供互联网服务，其中第一期规划中1584颗卫星预计部署在地球上空550km处的近地轨道，并从2020年开始逐步投入测试使用。对于天地一体化网络，建立以卫星为主体的卫星网络，利用大规模卫星网络实现了大流量的通信需求通过地球上不同空间位置的卫星进行交互传输。

大规模卫星网络对海量的业务进行汇聚与疏导，卫星网络的动态性在带来网络的复杂度提升的同时，使得卫星网络的网络结构更改相对较为容易，但是对于地面的信关站节点，其静态性也带来了其难以随着天基网络进行部署而更改的缺点。故而，设计一套高性能和适应现实情况的信关站部署方案，从而提高天地一体化网络的整体性能至关重要。

(2)引力模型

17世纪牛顿提出了著名的万有引力定律，由此牛顿物理学问世。万有引力定律给物理学及许多自然科学学科的发展以划时代的推动。根据万有引力定律，任何两个物体之间的作用(引力)的大小与它的质量成正比，与它们之间的距离平方成反比。引力模型的一个重要特点，是它的基本形式保持不变，只要对参数和分量的定义作出适当的改变，就可将引力模型应用于不同的问题。引力模型是应用广泛的空间相互作用模型，提供了可以用来分析和预测空间相互作用形式的数学方程，并且在空间布局方面有广泛的应用。

对于信关站部署问题，其核心在于将信关站充分地均匀分布，这就要求各个信关站的可见区域内的可用卫星数量相同，即每个信关站对于其余信关站的可见区域内的可用卫星数量的影响之和相同。由于卫星在空间上的不均匀分布，这个问题是不能够简单的使用等距离或者等经纬度差异作为评判标准去部署信关站的。而如果直接去计算每个信关站之间的影响程度，又因为卫星在空间上的不均匀分布以及信关站在不同空间位置上可见区域的重叠有很大区别，其计算复杂度极高。考虑到引力模型是广泛的空间相互作用模型，而对于信关站部署问题的核心信关站充分均匀分布其实就是考虑信关站之间的影响的均匀分布，并且信关站的部署问题中信关站之间的影响符合与信关站的可见卫星数量成正比，与信关站之间的距离的平方近似成反比的函数关系。故而，将这种影响看作信关站之间的相互作用，信关站之间的距离作为引力模型中的距离，信关站可见范围内的卫星数量作为信关站的质量，这样就可以通过引入引力模型来模拟信关站之间部署位置不同导致的对于卫星馈电链路构建的影响。

(3)网络核心节点

与卫星网络连接的核心层网络主要负责进行卫星通信数据的快速转发以及路由表的维护，同时实现与IP广域骨干网的互联，其网络结构重点考虑可靠性和可扩展性。核心层主要由传输网络与核心路由交换设备构成。传输网络一般采用高容量的传输设备，负责完成数据的传送；核心路由交换设备负责建立和管理承载连接，并对这些连接进行交换和路由。核心层网络的网络结构中的节点被称为网络核心节点，网络核心节点是国际大容量海光缆、陆地光缆系统的重要节点。同时，网络核心节点主要部署在一线重要城市，在业务密度以及带宽需求等方面都较其他地区更高。因此，对于地面网络核心节点，其部署信关站是必要的、必须的。

现有技术单一的将人口密度、核心网络节点、物理距离或经纬度差异作为信关站部署的评判标准。当使用物理距离或者经纬度差异作为信关站部署的评判标准时，最终的部署方案没有将人口密度、核心网络节点等因素考虑在内，导致方案的可行性低，实用性差，与现实需求不符，并且未充分考虑到卫星在物理空间上分布不均匀以及信关站在经纬度二维图中的可视范围并不相同的情况。对比基于物理距离或者等经纬度距离得到的信关站部署方案以及只部署在核心节点以及人口高密度区域得到的信关站部署方案，虽然前者的方案中的信关站的连接性能有所提高，但是前者的方案依旧未达到充分均匀分布信关站的效果。在使用等经纬度差异划分得到的信关站部署方案中，对于接近极地的区域的信关站而言，相比于赤道附近地区，其在经纬度二维图中的可见范围更大。而仅以经纬度差异划分的的话，在经纬度二维图中信关站可见区域的卫星密度相同，接近极地的区域的信关站之间的可见区域重复百分比更高，所以对于接近极地地区的信关站而言，其可利用卫星数量会更低，卫星负载相比于赤道附近地区的更高，也就是说信关站并不充分均匀分布，赤道附近地区应该分布更多的信关站。

基于人口密度、核心网络节点、物理距离或经纬度差异的信关站部署方案虽然流程简洁，但是未充分考虑到卫星在物理空间上分布不均匀以及信关站在经纬度二维图中的可视范围并不相同的情况，没有充分均匀地部署信关站，会导致信关站部署密集区域的信关站之间争抢馈电卫星，而信关站部署不充分区域的馈电卫星无信关站可以连接建立馈电链路的情况，信关站的部署方案依旧有不小的优化空间。

以下结合附图来详细说明本申请的实施例。

本申请提供了一种基于引力模型的信关站部署方法，参考图1，包括以下几个步骤：

步骤S101、从信关站待部署区域获取第一候选位置集。初始化信关站部署方案，为后续信关站部署方案的生成提供待选择的候选位置。

步骤S102、从所述第一候选位置集中选取所述待部署区域的网络骨干节点作为第二候选位置集。由于网络骨干节点是国际大容量海光缆、陆地光缆系统的重要节点。同时，网络骨干节点主要部署在一线重要城市，在业务密度以及带宽需求等方面都较其他地区更高。将信关站部署在网络骨干节点保证了后续信关站部署方案更加符合实际情况。

步骤S103、基于经纬度二维图采用积分计算所述第一候选位置集中每一个候选位置的可视面积，以得到权值集。可视面积指的是三维图中信关站在可视范围内的可用卫星的数量在经过转化后得到的经纬度二维图中的信关站可视范围的投影面积。利用信关站在卫星网络中的可视面积作为信关站位置的权值，有效的将卫星网络的不均匀分布以及随时变特性量化为信关站位置的权值，降低了对于信关站位置的分析难度。为了后续通过引力模型计算信关站的影响因子的需要，将信关站候选位置的可视面积作为引力模型中的质量变量，基于引力模型实现了信关站部署的均匀分布效果。

步骤S104、分别计算所述第一候选位置集中每个所述候选位置与所述第二候选位置集中每个所述候选位置的距离，以得到距离集。为了后续通过引力模型计算信关站的影响因子的需要，将信关站候选位置之间的距离作为引力模型中的距离变量，基于引力模型实现了信关站部署的均匀分布效果。

步骤S105、基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到信关站部署方案。通过引力模型计算候选位置的影响因子，更加方便地计算无重叠可视范围的信关站部署位置，实现了在部署方案部分已知的基础上计算最优信关站部署方案。

在一些实施例中，参考图2，步骤S105具体包括：

步骤S1051、将所述第一候选位置集中除所述第二候选位置集以外的全部所述候选位置合并作为第三候选位置集；

步骤S1052、基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到所述第三候选位置集中每个所述候选位置的影响因子；

步骤S1053、基于所述影响因子、所述第二候选位置集和所述第三候选位置集确定所述信关站部署方案。

具体的，将网络骨干节点作为第二候选位置集，然后将第一候选位置集中剩余的侯选位置作为第三候选位置集，按照影响因子的顺序从第三候选位置集中的候选位置中选取合适的候选位置加入信关站部署方案。通过从第三候选位置集中选择满足影响因子条件的候选位置，在网络骨干节点已部署的情况下，保证最终部署完毕时信关站之间的影响程度都处于最低状态，同时实现了信关站部署尽量均匀的同时，平衡了信关站在部署边界虽然对于网络整体部署均匀性上有损失但是对于网络整体性能上有提升之间的效果。

在一些实施例中，步骤S1052具体包括：

根据以下公式计算所述影响因子：

其中，e_j为所述第三候选位置集中第j个所述候选位置的所述影响因子，s_j为所述第三候选位置集中第j个所述候选位置对应的所述权值集中的权值，s_i为所述第二候选位置集中第i个所述候选位置对应的所述权值集中的权值，为所述距离集中的所述第j个所述候选位置与所述第i个所述候选位置的距离的平方，1≤i≤n，n为所述第二候选位置集中的所述候选位置的总数，1≤j≤m，m为所述第三候选位置集中的所述候选位置的总数。

具体的，影响因子指的是第三候选位置集中的候选位置与第二候选位置集中的候选位置之间的影响程度。均匀分布的信关站部署方案具有如下特点：每个信关站对于其余信关站的可视面积中的可用卫星数量的影响之和相同。使用引力模型代替了使用信关站之间可视范围交集的面积作为影响因子可以简化均匀分布部署方案的计算难度，并且可以更加方便的估算无重叠可视范围投影的信关站之间的影响程度。因此，通过计算影响因子，可以为后续均匀分布的信关站部署方案的确定提供评价基础。

在一些实施例中，步骤S1053具体包括：

从所述第三候选位置集中选择最小的所述影响因子对应的所述候选位置加入所述第二候选位置集，并将该候选位置从所述第三候选位置集中删除；

响应于确定更新后的所述第二候选位置集中的所述候选位置数量等于预定数量，将更新后的所述第二候选位置集作为所述信关站部署方案。

具体的，第二候选位置集作为已部署信关站位置集，可以提供计算候选位置的影响因子的数据基础。每次从第三候选集中只部署一个与其他信关站之间影响程度最低的一个信关站，以此来保证最终部署完毕时信关站之间的影响程度都处于最低状态。通过选取影响因子最小的候选位置，保证了加入信关站部署方案的候选位置与已部署信关站位置之间的影响最小，即对其余信关站的可视面积的可用卫星数量的影响最小。影响因子最小的候选位置也代表了该候选位置与其余候选位置的可视面积的重叠程度最小。

在一些实施例中，步骤S1053具体还包括：

响应于确定更新后的所述第二候选位置集中的所述候选位置数量小于所述预定数量，基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到更新后的所述第三候选位置集中每个所述候选位置的影响因子，将更新后的所述第三候选位置集中最小的所述影响因子对应的所述候选位置加入所述第二候选位置集，并将该候选位置从更新后的所述第三候选位置集中删除。

具体的，通过选择预定数量的候选位置加入第二候选位置集，使得信关站部署方案中的部署位置的数量满足预定数量的要求，保证了信关站部署方案的完整性。

在一些实施例中，步骤S104具体包括：

根据以下公式计算所述距离：

deg_distance_ij＝((x_j-x_i)²+(y_j-y_i)²)^0.5

其中，deg_distance为所述第三候选位置集中的第j个所述候选位置和所述第二候选位置集中的第i个所述候选位置之间的距离，x_j和y_j分别为所述第三候选位置集中的所述候选位置的经纬度坐标值，x_i和y_i分别为所述第二候选位置集中的所述候选位置的所述经纬度坐标值，1≤i≤n，n为所述第二候选位置集中所述候选位置的总数，1≤j≤m，m为所述第三候选位置集中所述候选位置的总数。

具体的，通过转化为经纬度二维坐标图的方式，将原本在三维距离坐标图中不均匀分布的卫星数量转化为均匀分布，也就是说，将信关站可视范围内的卫星数量转化为了其在二维经纬度坐标图中可视范围的投影面积，降低了权值计算的难度。

在一些实施例中，所述经纬度坐标值为经纬度坐标投影后的平面网格坐标。

具体的，通过平面网格坐标得到的信关站可视面积代表了原三维图中信关站可视范围内的卫星数量，将原三维图中不均匀分布的卫星数量转化为了经纬度二维坐标图中均匀分布的可视面积，降低了权值计算的难度。

需要说明的是，本申请实施例的方法可以由单个设备执行，例如一台计算机或服务器等。本实施例的方法也可以应用于分布式场景下，由多台设备相互配合来完成。在这种分布式场景的情况下，这多台设备中的一台设备可以只执行本申请实施例的方法中的某一个或多个步骤，这多台设备相互之间会进行交互以完成所述的方法。

需要说明的是，上述对本申请的一些实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于上述实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

基于同一发明构思，在上述各个实施例方法对应实施方案的基础上，可以有如下具体实现情况。

步骤1：根据地面电信网络核心节点初始化，确定初始的已部署信关站集合(对应本申请中的第二候选位置集)。

参考图3，在待部署区域内有候选信关站部署位置集合P{S1，S2…S9}(对应本申请中的第一候选位置集)，目标是选择其中五个位置部署信关站。首先根据地面网络核心节点所在位置对部署方案进行初始化，根据地面网络核心节点的地理位置，选择与之重合或相近的节点作为无条件选择部署信关站的位置，实施例中的候选位置集合P中假定候选信关站部署位置S1、S2、S3属于地面网络核心节点，由此构建已部署信关站位置集合L{S1、S2、S3}。

步骤2：根据全部候选信关站部署位置集合，分别计算其可视范围在二维的经纬度坐标图中的投影面积作为信关站权值。

对于在部署区域内有候选信关站部署位置集合P{S1，S2…S9}中的每个位置S，计算其可视范围在经纬度二维图中投影的面积s。参考图4，左图为卫星投影空间图，右图为卫星投影经纬度二维图。虽然在物理空间上，卫星在地球上的投影的期望是不均匀的，是随地面位置在z轴即地球的自转轴的绝对值大小而改变的，但是，当我们将卫星在地球上的投影转化为经纬度图中卫星在地球上的投影，其期望就变成了随经纬度而言均匀分布了。故而，参考图5，图中列举了S1-S4四个节点在经纬度二维图中可视范围的投影，对于每个位置S的经纬度二维图中的可视范围投影面积s便相当于该位置S的可视范围内的卫星数量期望，将该面积s作为位置S的权值，构建信关站部署位置：权值集合形如S{S1:s1,S2:s2…S9:s9}。

步骤3：遍历信关站候选位置集合，使用引力模型求得最佳候选信关站。

对于候选信关站部署位置集合P{S1，S2…S9}以及已部署信关站位置集合L{S1,S2,S3}，得到待部署信关站位置集合Q{S4,S5,S6,S7,S8,S9}(对应本申请的第三候选位置集)。参考图6，对于待部署信关站位置集合Q中的每一个信关站位置Si，获得其与已部署信关站位置集合L中每个信关站位置Sj的距离集合Di{di1,…dij,..,di3}。然后根据信关站部署位置：权值集S{S1:s1,S2:s2…S9:s9}，使用引力模型计算待部署信关站位置集合Q中的每一个信关站位置Si与已部署信关站位置集合L中每个信关站位置Sj之间的影响程度eij＝si*sj/dij^2，将影响程度按照每个Si进行对应，然后对于每个Si对应的全部影响程度eij求和获得影响因子ei(对应于本申请的影响因子)。最后构建对应的待部署信关站位置:影响因子集合E{S4:e4…S9:e9}，并选择其中影响因子ei值最小的元素Si作为选择信关站，在实施例中S4的影响因子e4最小，故而选择S4作为选择信关站，即最佳候选信关站。将最佳候选信关站并入已部署信关站位置集合L，重复上述流程直至已部署信关站位置集合的元素数量达到预期，本例预期部署五个信关站，故而再进行一次上述流程筛选出S5作为下一个最佳候选信关站并入已部署信关站位置集合。

步骤4：将已部署信关站位置集合整理为信关站部署方案。

参考图7，此时已部署信关站集合包含了三个网络核心节点S1、S2、S3位置和两个最佳信关站部署位置S4、S5，删除其余未选择的信关站部署位置，最后得到包含五个信关站的信关站部署方案。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种基于引力模型的信关站部署装置。

参考图8，所述基于引力模型的信关站部署装置，包括：

位置获取模块301，被配置为从信关站待部署区域获取候选位置集；

骨干位置获取模块302，被配置为从所述候选位置集中获取所述待部署区域的网络骨干节点集作为第二候选位置集；

权值计算模块303，被配置为基于经纬度二维图采用积分计算所述候选位置集对应的可视面积集作为权值集；

距离计算模块304，被配置为分别计算所述候选位置集中每个候选位置与所述第二候选位置集中全部候选位置的距离，将所述距离合并得到距离集；

方案输出模块305，被配置为基于所述权值集和所述距离集采用引力模型方法计算得到信关站部署方案。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

上述实施例的装置用于实现前述任一实施例中相应的基于引力模型的信关站部署方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上任意一实施例所述的基于引力模型的信关站部署方法。

图9示出了本实施例所提供的一种更为具体的电子设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。

处理器1010可以采用通用的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。

存储器1020可以采用ROM(Read Only Memory，只读存储器)、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。

输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。

通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信。

总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。

需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。

上述实施例的电子设备用于实现前述任一实施例中相应的基于引力模型的信关站部署方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于同一发明构思，与上述任意实施例方法相对应的，本申请还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于引力模型的信关站部署方法。

本实施例的计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

上述实施例的存储介质存储的计算机指令用于使所述计算机执行如上任一实施例所述的基于引力模型的信关站部署方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本申请的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本申请实施例难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本申请实施例难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本申请实施例的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本申请的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本申请实施例。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本申请的具体实施例对本申请进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本申请实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种基于引力模型的信关站部署方法，其特征在于，包括：

从信关站待部署区域获取第一候选位置集；

基于经纬度二维图采用积分计算所述第一候选位置集中每一个候选位置的可视面积，以得到权值集；所述可视面积是三维图在经过转化后得到的所述经纬度二维图中的信关站可视范围的投影面积；所述投影面积表示所述三维图中信关站在可视范围内的可用卫星的数量；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到信关站部署方案，包括：

将所述第一候选位置集中除所述第二候选位置集以外的全部所述候选位置合并作为第三候选位置集；

基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到所述第三候选位置集中每个所述候选位置的影响因子；

基于所述影响因子、所述第二候选位置集和所述第三候选位置集确定所述信关站部署方案。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到所述第三候选位置集中每个所述候选位置的影响因子，包括：

根据以下公式计算所述影响因子：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述影响因子、所述第二候选位置集和所述第三候选位置集确定所述信关站部署方案，包括：

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述影响因子、所述第二候选位置集和所述第三候选位置集确定所述信关站部署方案，还包括：

响应于确定更新后的所述第二候选位置集中的所述候选位置数量小于预定数量，基于所述权值集和所述距离集通过引力模型计算得到更新后的所述第三候选位置集中每个所述候选位置的影响因子，将更新后的所述第三候选位置集中最小的所述影响因子对应的所述候选位置加入所述第二候选位置集，并将该候选位置从更新后的所述第三候选位置集中删除。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述第一候选位置集中每个所述候选位置与所述第二候选位置集中每个所述候选位置的距离，包括：

根据以下公式计算所述距离：

deg_distance_ij＝((x_j-x_i)²+(y_j-y_i)²)^0.5

其中，deg_distance_ij为所述第三候选位置集中的第j个所述候选位置和所述第二候选位置集中的第i个所述候选位置之间的距离，x_j和y_j分别为所述第三候选位置集中的所述候选位置的经纬度坐标值，x_i和y_i分别为所述第二候选位置集中的所述候选位置的所述经纬度坐标值，1≤i≤n，n为所述第二候选位置集中所述候选位置的总数，1≤j≤m，m为所述第三候选位置集中所述候选位置的总数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述经纬度坐标值为经纬度地理坐标转换后得到的平面坐标。

8.一种基于引力模型的信关站部署装置，其特征在于，包括：

权值计算模块，被配置为基于经纬度二维图采用积分计算所述候选位置集对应的可视面积集作为权值集；所述可视面积是三维图在经过转化后得到的所述经纬度二维图中的信关站可视范围的投影面积；所述投影面积表示所述三维图中信关站在可视范围内的可用卫星的数量；

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行权利要求1至7任一所述方法。