CN117544255A - 一种ngso卫星干扰情况矩阵流形可视化方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法与装置，该方法包括：对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；对r1(t)进行处理得到矩阵流形M；对矩阵流形M进行处理得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；对NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理得到矩阵流形可视化结果。本发明将NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧氏空间中进行三维可视化表达，能够直观、全面地反映NGSO卫星对其他卫星系统终端的整体干扰情况。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法与装置。
背景技术
近年来，卫星通信技术蓬勃发展，正在由单一轨道GEO通信系统向高中低轨结合的多轨道卫星通信系统发展、由单颗卫星中继通信向星地一体化组网通信发展，同时随着卫星制造技术的发展以及卫星发射成本的降低，越来越多的卫星通信系统被提出并开始建设。然而，卫星通信的频谱资源是非常有限的。面对卫星通信快速发展所导致的频谱资源枯竭，不同卫星通信系统之间进行同频共用是目前解决上述问题的常用手段，而这势必将带来卫星通信系统间的同频干扰问题。因此，研究非静止轨道(non-geostationary orbit,NGSO)星座对其他卫星通信系统的干扰显得尤为重要，是卫星通信系统设计中必不可少的研究点。然而，NGSO星座对其他卫星通信地球站干扰分析具有许多困难，一是难以对不同其他卫星通信地球站的受干扰情况进行统一建模；二是NSGO卫星相对于卫星通信地球站的位置变化迅速，导致对同一其他卫星通信地球站干扰的NSGO卫星数量、链路动态变化，难以对同一其他卫星通信地球站在不同时刻的受干扰情况进行精确建模。因此，针对NGSO星座对其它系统终端干扰场景，如何对全球不同位置的其它系统终端在不同时段受整个NGSO卫星干扰情况进行直观、准确地可视化展现，成为了对NGSO卫星对其他系统终端产生的干扰进行分析的难点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法与装置，构建NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型；构建NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰信号模型；构建NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰情况的矩阵流形；矩阵流形的仿射嵌入表示；基于NGSO卫星经纬度与统计均值矩阵、协方差矩阵映射的方法，对NGSO卫星干扰情况的矩阵流形进行可视化表达。本发明利用NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰情况与NGSO卫星经纬度坐标的对应关系，将NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧式空间中进行三维可视化表达，能够直观、全面地反映NGSO卫星对其他卫星系统终端的整体干扰情况。
为了解决上述技术问题，本发明实施例第一方面公开了一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，所述方法包括：
S1，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析，得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；
S2，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；
S3，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M；
S4，对所述矩阵流形M进行处理，得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；
S5，对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述NGSO卫星的星下点经纬度信息为(x,y)，x表示NGSO卫星S的星下点经度，且xmin≤x≤xmax，xmin和xmax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点经度的最小值和最大值，y表示NGSO卫星S的星下点经度，且ymin≤y≤ymax，ymin和ymax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点纬度的最小值和最大值。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)，包括：
S21，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到未叠加NGSO卫星SAT的干扰信号时，其他卫星通信系统地球站T的第一接收信号r0(t)：
其中，t为时间，A0为接收到的其他卫星通信系统卫星信号幅度，n0为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n0为一个服从均值μ＝0、方差为σ0 2的正态分布随机变量，ω表示通信信号频率，表示其他卫星通信系统卫星信号相位；
所述第一接收信号r0(t)的幅值的均值和方差为：
其中E0为r0(t)的均值，D0为r0(t)的方差，T1为时间变量，则r0(t)幅值服从均值为0、方差为D0的正态分布；
S22，对所述第一接收信号r0(t)进行处理，得到在叠加单个NGSO卫星SAT的干扰信号时，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)为：
其中，A1为接收到的NGSO卫星SAT的信号幅度，n1为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n1为一个服从均值μ＝0、方差为σ1 2的正态分布随机变量，表示NGSO卫星SAT的信号相位；
所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)的幅值的均值和方差为：
其中E1为r1(t)的均值，D1为r1(t)的方差，T1为时间变量，则r1(t)幅值服从均值为0、方差为D1的正态分布。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S31，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行n次采样，每次采样m个点，得到采样矩阵X：
其中，X为一个m×n的矩阵，xi＝[xi(1),xi(2),…,xi(m)]T为第i(1≤i≤n)次采样所获得的数据，且每一维的数据xi都服从均值为E1＝0，方差为D1的一维高斯分布；
S32，对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S321，对所述采样矩阵X进行处理，得到所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr：
其中cov()表示协方差计算；
S322，对所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr进行处理，得到所述采样矩阵X的概率密度函数P(x|(μ，Σr))：
其中μ＝0为采样矩阵X的均值，所述采样矩阵X服从均值为μ＝0零向量，协方差矩阵为Σr的多元高斯分布；
S323，对于拥有不同协方差矩阵的所有n元高斯分布，可共同构成一个n维正态分布函数族S：
S324，所述n维正态分布函数族S在参数空间P:{θ＝(μ,∑)|∑∈Cn×n}中构成矩阵流形M，Cn×n为n×n的维向量空间开集，θ＝(μ,∑)为矩阵流形M的坐标。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述矩阵流形M的仿射嵌入表示为：
其中，(θ,Ξ)为矩阵流形M的自然坐标系，为多元高斯分布族的势函数，Rn+1为欧氏空间，/>表示仿射嵌入关系，M由多元高斯分布的势函数/>在Rn+1中进行表示。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第一方面中，所述对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果，包括：
S51，对所述星下点经纬度坐标为(x,y)的NGSO卫星S和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到所述矩阵流形的仿射嵌入表示中势函数与(x,y)的二元映射关系；
S52，以x、y为横纵坐标，以势函数的值为Z轴坐标建立三维坐标系，绘制出不同星下点经纬度坐标(x,y)所对应的势函数/>的值，得到经纬度-势函数三维曲面图；
所述，经纬度-势函数三维曲面图为矩阵流形可视化结果。
本发明实施例第二方面公开了一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置，所述装置包括：
场景模型分析模块，用于对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析，得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；
终端干扰信号模型分析模块，用于对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；
矩阵流形构建模块，用于对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M；
仿射嵌入表示模块，用于对所述矩阵流形M进行处理，得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；
矩阵流形可视化模块，用于对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述NGSO卫星的星下点经纬度信息为(x,y)，x表示NGSO卫星S的星下点经度，且xmin≤x≤xmax，xmin和xmax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点经度的最小值和最大值，y表示NGSO卫星S的星下点经度，且ymin≤y≤ymax，ymin和ymax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点纬度的最小值和最大值。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)，包括：
S21，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到未叠加NGSO卫星SAT的干扰信号时，其他卫星通信系统地球站T的第一接收信号r0(t)：
其中，t为时间，A0为接收到的其他卫星通信系统卫星信号幅度，n0为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n0为一个服从均值μ＝0、方差为σ0 2的正态分布随机变量，ω表示通信信号频率，表示其他卫星通信系统卫星信号相位；
所述第一接收信号r0(t)的幅值的均值和方差为：
其中E0为r0(t)的均值，D0为r0(t)的方差，T1为时间变量，则r0(t)幅值服从均值为0、方差为D0的正态分布；
S22，对所述第一接收信号r0(t)进行处理，得到在叠加单个NGSO卫星SAT的干扰信号时，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)为：
其中，A1为接收到的NGSO卫星SAT的信号幅度，n1为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n1为一个服从均值μ＝0、方差为σ1 2的正态分布随机变量，表示NGSO卫星SAT的信号相位；
所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)的幅值的均值和方差为：
其中E1为r1(t)的均值，D1为r1(t)的方差，T1为时间变量，则r1(t)幅值服从均值为0、方差为D1的正态分布。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S31，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行n次采样，每次采样m个点，得到采样矩阵X：
其中，X为一个m×n的矩阵，xi＝[xi(1),xi(2),…,xi(m)]T为第i(1≤i≤n)次采样所获得的数据，且每一维的数据xi都服从均值为E1＝0，方差为D1的一维高斯分布；
S32，对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S321，对所述采样矩阵X进行处理，得到所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr：
其中cov()表示协方差计算；
S322，对所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr进行处理，得到所述采样矩阵X的概率密度函数P(x|(μ，Σr))：
其中μ＝0为采样矩阵X的均值，所述采样矩阵X服从均值为μ＝0零向量，协方差矩阵为Σr的多元高斯分布；
S323，对于拥有不同协方差矩阵的所有n元高斯分布，可共同构成一个n维正态分布函数族S：
S324，所述n维正态分布函数族S在参数空间P:{θ＝(μ,∑)|∑∈Cn×n}中构成矩阵流形M，Cn×n为n×n的维向量空间开集，θ＝(μ,∑)为矩阵流形M的坐标。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述矩阵流形M的仿射嵌入表示为：
其中，(θ,Ξ)为矩阵流形M的自然坐标系，为多元高斯分布族的势函数，Rn+1为欧氏空间，/>表示仿射嵌入关系，M由多元高斯分布的势函数/>在Rn+1中进行表示。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例第二方面中，所述对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果，包括：
S51，对所述星下点经纬度坐标为(x,y)的NGSO卫星S和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到所述矩阵流形的仿射嵌入表示中势函数与(x,y)的二元映射关系；
S52，以x、y为横纵坐标，以势函数的值为Z轴坐标建立三维坐标系，绘制出不同星下点经纬度坐标(x,y)所对应的势函数/>的值，得到经纬度-势函数三维曲面图；
所述，经纬度-势函数三维曲面图为矩阵流形可视化结果。
本发明第三方面公开了另一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置，所述装置包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明实施例第一方面公开的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法中的部分或全部步骤。
本发明第四方面公开了一种计算机可存储介质，所述计算机可存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明实施例第一方面公开的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法中的部分或全部步骤。
与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
(1)本发明将NGSO卫星对它系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧氏空间中进行三维可视化表达，能够直观、全面地反映NGSO卫星对它系统终端的整体干扰情况。
(2)基于NGSO卫星经纬度与统计均值矩阵、协方差矩阵映射的方法能够找到NGSO卫星经纬度与矩阵流形仿射嵌入势函数的关系，利于NGSO卫星对它系统终端的整体干扰情况的三维可视化表达。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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是本发明实施例公开的一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法的流程示意图；
图2是本发明实施例公开的另一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法的流程示意图；
图3是本发明实施例公开的一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置的结构示意图；
图4是本发明实施例公开的另一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明公开了一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法与装置，该方法包括：对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；对r1(t)进行处理得到矩阵流形M；对矩阵流形M进行处理得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；对NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理得到矩阵流形可视化结果。本发明将NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧氏空间中进行三维可视化表达，能够直观、全面地反映NGSO卫星对其他卫星系统终端的整体干扰情况。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法的流程示意图。其中，图1所描述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法应用于卫星通信技术领域，实现NGSO卫星对它系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧氏空间中进行三维可视化表达，本发明实施例不做限定。如图1所示，该NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法可以包括以下操作：
构建NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型；假设NGSO卫星星座里的一颗NGSO卫星S对其他卫星通信系统的一个地面终端T产生同频干扰；
S1，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析，得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；
S2，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；
S3，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M；
S4，对所述矩阵流形M进行处理，得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；
S5，对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果。
可选的，所述NGSO卫星的星下点经纬度信息为(x,y)，x表示NGSO卫星S的星下点经度，且xmin≤x≤xmax，xmin和xmax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点经度的最小值和最大值，y表示NGSO卫星S的星下点经度，且ymin≤y≤ymax，ymin和ymax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点纬度的最小值和最大值。
可选的，所述对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)，包括：
S21，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到未叠加NGSO卫星SAT的干扰信号时，其他卫星通信系统地球站T的第一接收信号r0(t)：
其中，t为时间，A0为接收到的其他卫星通信系统卫星信号幅度，n0为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n0为一个服从均值μ＝0、方差为σ0 2的正态分布随机变量，ω表示通信信号频率，表示其他卫星通信系统卫星信号相位；考虑卫星信号传输的信道噪声为加性高斯白噪声，其他卫星通信系统信号载波的波形为正弦波；
所述第一接收信号r0(t)的幅值的均值和方差为：
其中E0为r0(t)的均值，D0为r0(t)的方差，T1为时间变量，则r0(t)幅值服从均值为0、方差为D0的正态分布；
S22，对所述第一接收信号r0(t)进行处理，得到在叠加单个NGSO卫星SAT的干扰信号时，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)为：
其中，A1为接收到的NGSO卫星SAT的信号幅度，n1为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n1为一个服从均值μ＝0、方差为σ1 2的正态分布随机变量，表示NGSO卫星SAT的信号相位；
所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)的幅值的均值和方差为：
其中E1为r1(t)的均值，D1为r1(t)的方差，T1为时间变量，则r1(t)幅值服从均值为0、方差为D1的正态分布。
可选的，所述对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S31，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行n次采样，每次采样m个点，得到采样矩阵X：
其中，X为一个m×n的矩阵，xi＝[xi(1),xi(2),…,xi(m)]T为第i(1≤i≤n)次采样所获得的数据，且每一维的数据xi都服从均值为E1＝0，方差为D1的一维高斯分布；
S32，对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M。
可选的，所述对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S321，对所述采样矩阵X进行处理，得到所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr：
其中cov()表示协方差计算；
S322，对所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr进行处理，得到所述采样矩阵X的概率密度函数P(x|(μ，Σr))：
其中μ＝0为采样矩阵X的均值，所述采样矩阵X服从均值为μ＝0零向量，协方差矩阵为Σr的多元高斯分布；
S323，对于拥有不同协方差矩阵的所有n元高斯分布，可共同构成一个n维正态分布函数族S：
S324，所述n维正态分布函数族S在参数空间P:{θ＝(μ,∑)|∑∈Cn×n}中构成矩阵流形M，Cn×n为n×n的维向量空间开集，θ＝(μ,∑)为矩阵流形M的坐标。Σr是采样出来的数据得到的采样矩阵的协方差矩阵，是具体的明确的一个矩阵Σ是整个函数族的协方差矩阵的集合的符号表示。Σr只是Σ里面的一种情况。
可选的，所述矩阵流形M的仿射嵌入表示为：
其中，(θ,Ξ)为矩阵流形M的自然坐标系，为多元高斯分布族的势函数，Rn+1为欧氏空间，/>表示仿射嵌入关系，M由多元高斯分布的势函数/>在Rn+1中进行表示。
均值为零向量、协方差矩阵为Σr的多元高斯分布，其概率密度函数为：
上述多变量高斯分布函数具有混合型的自然参数且相应的势函数可以表示为：
上述势函数为一严格的凸函数，且是可微的，则从本地参数到自然参数的一一映射可以表示为：/>
因此，势函数也可以由本地参数表示为：
可选的，所述对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果，包括：
S51，对所述星下点经纬度坐标为(x,y)的NGSO卫星S和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到所述矩阵流形的仿射嵌入表示中势函数与(x,y)的二元映射关系；
S52，以x、y为横纵坐标，以势函数的值为Z轴坐标建立三维坐标系，绘制出不同星下点经纬度坐标(x,y)所对应的势函数/>的值，得到经纬度-势函数三维曲面图；
所述，经纬度-势函数三维曲面图为矩阵流形可视化结果。图2是本发明实施例公开的另一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法的流程示意图。
实施例二
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置的结构示意图。其中，图3所描述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置应用于卫星通信技术领域，实现NGSO卫星对它系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧氏空间中进行三维可视化表达，本发明实施例不做限定。如图3所示，该NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置可以包括以下操作：
S301，场景模型分析模块，用于对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析，得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；
S302，终端干扰信号模型分析模块，用于对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；
S303，矩阵流形构建模块，用于对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M；
S304，仿射嵌入表示模块，用于对所述矩阵流形M进行处理，得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；
S305，矩阵流形可视化模块，用于对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果。
实施例三
请参阅图4，图4是本发明实施例公开的另一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置的结构示意图。其中，图4所描述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置应用于卫星通信技术领域，实现NGSO卫星对它系统终端干扰的矩阵流形仿射嵌入到欧氏空间中进行三维可视化表达，本发明实施例不做限定。如图4所示，该NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置可以包括以下操作：
存储有可执行程序代码的存储器401；
与存储器401耦合的处理器402；
处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一所描述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法中的步骤。
实施例四
本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一所描述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法中的步骤。
以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
最后应说明的是：本发明实施例公开的一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法与装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述方法包括：
S1，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析，得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；
S2，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；
S3，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M；
S4，对所述矩阵流形M进行处理，得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；
S5，对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果。
2.根据权利要求1所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述NGSO卫星的星下点经纬度信息为(x,y)，x表示NGSO卫星SAT的星下点经度，且xmin≤x≤xmax，xmin和xmax分别表示NGSO卫星S在被干扰地面终端T可见范围内的星下点经度的最小值和最大值，y表示NGSO卫星SAT的星下点经度，且ymin≤y≤ymax，ymin和ymax分别表示NGSO卫星SAT在被干扰地面终端T可见范围内的星下点纬度的最小值和最大值。
3.根据权利要求1所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)，包括：
S21，对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到未叠加NGSO卫星SAT的干扰信号时，其他卫星通信系统地球站T的第一接收信号r0(t)：
其中，t为时间，A0为接收到的其他卫星通信系统卫星信号幅度，n0为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n0为一个服从均值μ＝0、方差为σ0 2的正态分布随机变量，ω表示通信信号频率，表示其他卫星通信系统卫星信号相位；
所述第一接收信号r0(t)的幅值的均值和方差为：
其中E0为r0(t)的均值，D0为r0(t)的方差，T1为时间变量，则r0(t)幅值服从均值为0、方差为D0的正态分布；
S22，对所述第一接收信号r0(t)进行处理，得到在叠加单个NGSO卫星SAT的干扰信号时，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)为：
其中，A1为接收到的NGSO卫星SAT的信号幅度，n1为叠加到信号幅值上的加性高斯噪声，n1为一个服从均值μ＝0、方差为σ1 2的正态分布随机变量，表示NGSO卫星SAT的信号相位；
所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)的幅值的均值和方差为：
其中E1为r1(t)的均值，D1为r1(t)的方差，T1为时间变量，则r1(t)幅值服从均值为0、方差为D1的正态分布。
4.根据权利要求1所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S31，对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行n次采样，每次采样m个点，得到采样矩阵X：
其中，X为一个m×n的矩阵，xi＝[xi(1),xi(2),…,xi(m)]T为第i(1≤i≤n)次采样所获得的数据，且每一维的数据xi都服从均值为E1＝0，方差为D1的一维高斯分布；
S32，对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M。
5.根据权利要求4所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述对所述采样矩阵X进行处理，得到矩阵流形M，包括：
S321，对所述采样矩阵X进行处理，得到所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr：
其中cov()表示协方差计算；
S322，对所述采样矩阵X的协方差矩阵Σr进行处理，得到所述采样矩阵X的概率密度函数P(x|(μ，Σr))：
其中μ＝0为采样矩阵X的均值，所述采样矩阵X服从均值为μ＝0零向量，协方差矩阵为Σr的多元高斯分布；
S323，对于拥有不同协方差矩阵的所有n元高斯分布，可共同构成一个n维正态分布函数族S：
S324，所述n维正态分布函数族S在参数空间P:{θ＝(μ,∑)|∑∈Cn×n}中构成矩阵流形M，Cn×n为n×n的维向量空间开集，θ＝(μ,∑)为矩阵流形M的坐标。
6.根据权利要求1所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述矩阵流形M的仿射嵌入表示为：
其中，(θ,Ξ)为矩阵流形M的自然坐标系，为多元高斯分布族的势函数，Rn+1为欧氏空间，/>表示仿射嵌入关系，M由多元高斯分布的势函数/>在Rn+1中进行表示。
7.根据权利要求1所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法，其特征在于，所述对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果，包括：
S51，对所述星下点经纬度坐标为(x,y)的NGSO卫星S和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到所述矩阵流形的仿射嵌入表示中势函数与(x,y)的二元映射关系；
S52，以x、y为横纵坐标，以势函数的值为Z轴坐标建立三维坐标系，绘制出不同星下点经纬度坐标(x,y)所对应的势函数/>的值，得到经纬度-势函数三维曲面图；
所述，经纬度-势函数三维曲面图为矩阵流形可视化结果。
8.一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置，其特征在于，所述装置包括：
场景模型分析模块，用于对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的场景模型进行分析，得到NGSO卫星的星下点经纬度信息；
终端干扰信号模型分析模块，用于对NGSO卫星对其他卫星系统终端干扰的终端干扰信号模型进行分析，得到其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)；
矩阵流形构建模块，用于对所述其他卫星通信系统地球站T的接收信号r1(t)进行处理，得到矩阵流形M；
仿射嵌入表示模块，用于对所述矩阵流形M进行处理，得到矩阵流形M的仿射嵌入表示；
矩阵流形可视化模块，用于对所述NGSO卫星的经纬度信息和所述矩阵流形的仿射嵌入表示进行处理，得到矩阵流形可视化结果。
9.一种NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化装置，其特征在于，所述装置包括：
存储有可执行程序代码的存储器；
与所述存储器耦合的处理器；
所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-7任一项所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法。
10.一种计算机可存储介质，其特征在于，所述计算机可存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行如权利要求1-7任一项所述的NGSO卫星干扰情况矩阵流形可视化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311491919.0A CN117544255B (zh) | 2023-11-09 | 一种ngso卫星干扰情况矩阵流形可视化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| CN202311491919.0A CN117544255B (zh) | 2023-11-09 | 一种ngso卫星干扰情况矩阵流形可视化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117544255A true CN117544255A (zh) | 2024-02-09 |
| CN117544255B CN117544255B (zh) | 2024-07-02 |
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110278024A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-09-24 | 清华大学 | 卫星通信星座的系统容量优化方法和装置 |
| CN113131989A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-16 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种ngso星座系统频谱共享仿真时间参数设计方法 |
| CN114254265A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-29 | 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 | 基于统计流形距离的卫星通信干扰几何分析方法 |
| CN114257293A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 | 基于时空割集的ngso星座对geo卫星通信地球站干扰建模方法 |
| WO2022183477A1 (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 北京小米移动软件有限公司 | 干扰处理方法及装置、通信设备和存储介质 |
| FR3127819A1 (fr) * | 2021-10-04 | 2023-04-07 | Safran Electronics & Defense | Procédé de traitement d'un signal gnss en vue d'atténuer au moins un signal de brouillage |
| CN116248165A (zh) * | 2022-12-17 | 2023-06-09 | 航天行云科技有限公司 | 一种适用于ngso卫星星座间的频率兼容模型计算方法及系统 |
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110278024A (zh) * | 2019-08-07 | 2019-09-24 | 清华大学 | 卫星通信星座的系统容量优化方法和装置 |
| WO2022183477A1 (zh) * | 2021-03-05 | 2022-09-09 | 北京小米移动软件有限公司 | 干扰处理方法及装置、通信设备和存储介质 |
| CN113131989A (zh) * | 2021-03-25 | 2021-07-16 | 中国科学院国家空间科学中心 | 一种ngso星座系统频谱共享仿真时间参数设计方法 |
| FR3127819A1 (fr) * | 2021-10-04 | 2023-04-07 | Safran Electronics & Defense | Procédé de traitement d'un signal gnss en vue d'atténuer au moins un signal de brouillage |
| CN114254265A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-29 | 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 | 基于统计流形距离的卫星通信干扰几何分析方法 |
| CN114257293A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-03-29 | 军事科学院系统工程研究院网络信息研究所 | 基于时空割集的ngso星座对geo卫星通信地球站干扰建模方法 |
| CN116248165A (zh) * | 2022-12-17 | 2023-06-09 | 航天行云科技有限公司 | 一种适用于ngso卫星星座间的频率兼容模型计算方法及系统 |
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