【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及航天测控，特别是一种波束调度方法及系统。
技术介绍
1、目前，国内外航天地面测控网络普遍采用“测控中心+测控站”的体系架构。该架构下，测控中心统一管理测控波束资源，各测控站在测控中心的调度下与用户卫星建立天地链路。用户中心根据需要，提前提出测控网使用申请，并将此申请传至测控中心。用户中心根据测控中心返回的使用申请响应作为制定工作计划的依据。测控中心依据用户中心送来的测控工作计划，对全网测控天线波束资源进行统一调度，完成冲突消解，并在任务前将调度结果送至各测控站。测控站在任务前将天线波束配置成用户中心所要求的工作状态，并在任务中根据计划实现与用户卫星的接入。这种波束调度方式可以实现测控波束资源的集中管理，有效避免资源使用冲突。
2、但是，随着卫星制造发射成本的降低，各种大型低轨星座计划的提出，在轨卫星数量急剧增多，采用传统波束调度方式的航天测控网络在应对大规模卫星测控需求时调度复杂度大大增加，调度效率急剧下降。同时，随着卫星自主智能水平的不断提高，卫星自主发起的各类测控需求越来越多。这类需求普遍对响应及时性要求较高。比如，在卫星故障应急状况下，故障卫星的参数需通过航天测控网络回转至用户中心，由用户中心评估并生成处理措施，这要求航天测控网络能够及时传输故障卫星的状态参数，同时实时上传用户中心生成的处理指令，及时消除卫星故障。传统波束调度方式受限于传输链条长、中心式调度决策，无法满足此类实时波束调度需求。
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供一种波束调度方法
2、本专利技术公开了一种波束调度方法，其包括：
3、步骤1：卫星发起新任务请求；
4、步骤2：测控站接收新任务请求，并进行一级波束调度；
5、步骤3：测控中心接收一级波束调度结果，进行准入决策，并按需进行二级波束调度；
6、步骤4：根据一级波束调度或二级波束调度结果，测控站在计划时间形成波束，并与卫星建立测控链路。
7、进一步地，所述步骤2包括：
8、步骤21：测控站接收新任务请求，得到新任务测控时间窗口及测控时长要求，选取新任务拟执行时间，进行资源冲突检测；
9、步骤22：若当前新任务拟执行时间存在资源冲突，则取下一个新任务拟执行时间重复步骤21；若存在无冲突的新任务拟执行时间，则一级波束调度成功，并将第一个无冲突的新任务拟执行时间及其对应的波束资源作为新任务执行时间和将使用的波束资源；若所有新任务拟执行时间都存在冲突，则一级波束调度失败。
10、进一步地，所述步骤21包括：
11、从测控中心获取卫星星历，根据卫星星历计算得到在新任务拟执行时间执行新任务需要的波束资源；根据已有任务计划，计算在新任务拟执行时间执行已有任务需要的波束资源；判断两个波束资源是否存在冲突。
12、进一步地，所述步骤3包括：
13、测控站将新任务请求和一级波束调度结果上报至测控中心；若一级波束调度结果为成功，则测控中心进行准入决策，并将决策结果下发至测控站与卫星；若一级波束调度结果为失败，则测控中心进行二级波束调度，并将二级波束调度结果下发至测控站与卫星。
14、进一步地，所述准入决策包括：
15、步骤301：测控中心获取新任务执行时间、所需资源情况；
16、步骤302：根据历史数据预测新任务执行时间内是否可能有更高优先级任务接入需求；
17、步骤303：若是，根据历史数据预测更高优先级任务资源需求情况，判断新任务资源需求与可能出现的更高优先级任务资源需求是否冲突。
18、进一步地，所述步骤302包括：
19、步骤3021：若预测新任务执行时间内不可能有更高优先级任务接入需求，则测控中心同意准入；
20、步骤3022：判断是否还有未进行准入决策的新任务，若否，则准入决策结束；若是，则重新执行步骤301。
21、进一步地，所述303包括：
22、若新任务资源需求与可能出现的更高优先级任务资源需求冲突，则重新执行步骤3022；
23、若新任务资源需求与可能出现的更高优先级任务资源需求不冲突，则测控中心同意准入，重新执行步骤3022。
24、进一步地，所述二级波束调度包括：
25、步骤31：获取新任务测控时间窗口以及测控时长；
26、步骤32：根据时间窗口、测控时长，划分多段拟执行时间；
27、步骤33：按照时间先后顺序，依次获取各段拟执行时间；
28、步骤34：测控中心判断拟执行时间内任务所需资源，并获取该拟执行时间内与之冲突的已规划任务信息；
29、步骤35：对比新任务与已规划任务优先级，若新任务优先级更高，则新任务抢占资源，同意其准入，二级波束调度成功；若新任务优先级不高，判断拟执行时间是否遍历完成，若未完成，重复步骤33至步骤35，若已完成，进入步骤36；
30、步骤36：测控中心根据新任务信息，判断新任务是否可接入其他测控站，若可以，则进行步骤37；否则，该新任务二级波束调度失败，进入步骤39；
31、步骤37：对可用测控站，测控中心根据一级波束调度流程，判断是否有可用资源，若有，则进入步骤38；若无，则新任务二级波束调度失败，进入步骤39；
32、步骤38：在其余测控站有可用资源的情况下，测控中心再次进行准入决策，若满足准入要求，则二级波束调度成功，否则失败；
33、步骤39：判断是否还有未参与规划的新任务，若有，则从步骤31开始进行下一新任务规划；若无，则二级波束调度结束。
34、进一步地，所述步骤4包括：
35、测控中心将最终准入结果下发至各个测控站，各测控站根据一级波束调度或二级波束调度结果在计划时间形成波束，并与卫星建立测控链路。
36、本专利技术还公开了一种波束调度系统，实现上述任一项所述的波束调度方法，所述波束调度系统包括：
37、任务请求模块，用于卫星发起新任务请求；
38、一级波束调度模块，用于测控站接收新任务请求，并进行一级波束调度；
39、二级波束调度模块，用于测控中心接收一级波束调度结果，进行准入决策，并按需进行二级波束调度；
40、波束形成模块，用于根据一级波束调度或二级波束调度结果，测控站在计划时间形成波束，并与卫星建立测控链路。
41、由于采用了上述技术方案，本专利技术具有如下的优点：本专利技术通过在测控站进行一级波束调度，缩短了传输链条，避免了复杂的中心式调度决策，同时结合测控中心的按需二级波束调度，进一步保障了任务调度的成功率，实现了新任务需求的强实时、低复杂度、高成功率调度。
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1.一种波束调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求2所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤21包括：
4.根据权利要求1所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求4所述的波束调度方法，其特征在于，所述准入决策包括：
6.根据权利要求5所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤302包括：
7.根据权利要求6所述的波束调度方法，其特征在于，所述303包括：
8.根据权利要求1所述的波束调度方法，其特征在于，所述二级波束调度包括：
9.根据权利要求1所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤4包括：
10.一种波束调度系统，实现权利要求1-9任一项所述的波束调度方法，其特征在于，所述波束调度系统包括：
【技术特征摘要】
1.一种波束调度方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求2所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤21包括：
4.根据权利要求1所述的波束调度方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求4所述的波束调度方法，其特征在于，所述准入决策包括：
6.根据权利要求5所述的波束...
【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，刘田，柴毅，邹钦羊，陈颖，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：
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