基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统，涉及卫星动中通换星策略确定技术领域，包括构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型并确定卫星动中通换星策略制定模型的优化目标和影响因素；计算目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；基于优化目标、影响因素以及通视性概率集合，采用广度优先搜索算法高精度高效率地确定目标通信道路的卫星动中通换星策略，使得通信质量最佳，保证用户可靠地传输信息。

权利要求

1.一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，包括：

构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；

计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；

基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略；

根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；

当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；

当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略；

所述基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合，具体包括：当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值；

当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。

2.根据权利要求1所述的一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，其特征在于，所述计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中，具体包括：对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；

获取上空常用卫星参数；

根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。

3.一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统，其特征在于，包括：

卫星动中通换星策略制定模型构建模块，用于构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；

通视性概率计算模块，用于计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；

卫星动中通换星策略集合确定模块，用于基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；

所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略；

用户挑选模块，用于根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；

当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；

当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略；

所述卫星动中通换星策略集合确定模块，具体包括：

卫星名称确定单元，用于当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值；

卫星动中通换星策略集合确定单元，用于当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。

4.根据权利要求3所述的一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统，其特征在于，所述通视性概率计算模块，具体包括：采样单元，用于对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；

上空常用卫星参数获取单元，用于获取上空常用卫星参数；

通视性概率计算单元，用于根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。

说明书

基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及卫星动中通换星策略确定技术领域，特别是涉及一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统。

背景技术

[0002] 卫星动中通实质是将固定地球站搬到运动载体上，利用同步轨道通信卫星，在运动或静止状态下，与目标卫星建立和保持卫星链路的宽带移动卫星通信系统。卫星动中通的应用实现了在移动过程中时刻保持与卫星之间的信息传输，然而在实际应用中也出现了新的问题，动中通载体在运动过程中难免会遇到高山、桥梁、高大建筑物等遮挡物，而卫星动中通的高频载波采用视距传播，所以通信链路受阴影遮挡导致信号中断是卫星动中通客观存在的一个问题，即阴影问题。针对这一问题，当前的解决方案大都集中在阴影的快速检测和驶出阴影后的快速再捕获，但已有的阴影检测方法只在卫星动中通已经进入受阴影遮挡的区域后给出受遮挡的判断结果，无法降低卫星动中通受阴影遮挡的概率。

[0003] 因为卫星动中通天线波束的方向由动中通所在位置和目标卫星的轨位共同确定，所以天线波束方向会随着目标卫星轨位的改变而改变。因此，可以通过切换卫星来改变动中通的通信状态，尽可能降低动中通受阴影遮挡的概率。

发明内容

[0004] 为了克服背景技术存在一个或者多个缺陷，本发明提供了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

[0006] 一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，包括：

[0007] 构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；

[0008] 计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；

[0009] 基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。

[0010] 可选的，还包括：

[0011] 根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，

[0012] 当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；

[0013] 当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；

[0014] 当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。

[0015] 可选的，所述计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中，具体包括：

[0016] 对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；

[0017] 获取上空常用卫星参数；

[0018] 根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。

[0019] 可选的，所述基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合，具体包括：

[0020] 当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值；

[0021] 当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。

[0022] 本发明还提供了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统，包括：

[0023] 卫星动中通换星策略制定模型构建模块，用于构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价；

[0024] 通视性概率计算模块，用于计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率；

[0025] 卫星动中通换星策略集合确定模块，用于基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。

[0026] 可选的，还包括：

[0027] 用户挑选模块，用于根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，

[0028] 当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略；

[0029] 当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略；

[0030] 当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。

[0031] 可选的，所述通视性概率计算模块，具体包括：

[0032] 采样单元，用于对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；

[0033] 上空常用卫星参数获取单元，用于获取上空常用卫星参数；

[0034] 通视性概率计算单元，用于根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。

[0035] 可选的，所述卫星动中通换星策略集合确定模块，具体包括：

[0036] 卫星名称确定单元，用于当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值；

[0037] 卫星动中通换星策略集合确定单元，用于当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。

[0038] 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

[0039] 本发明提供了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法及系统，在通信状态、换星次数、换星代价等影响因素下，首先通过通视性算法和概率通视性模型评估卫星动中通的通信状态，让卫星动中通用户预知了目标通信道路的通信状态，为用户传输信息提供了决策辅助功能，降低了信息传输的盲目性；然后采用广度优先搜索算法高精度高效率的确定目标通信道路的卫星动中通换星策略，最大限度降低了卫星动中通受阴影遮挡的可能性，使得通信质量最佳，保证用户可靠地传输信息。

附图说明

[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0041] 图1为本发明实施例广度优先搜索算法原理示意图；

[0042] 图2为本发明实施例基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法的流程示意图；

[0043] 图3为本发明实施例基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统的结构示意图；

[0044] 图4为本发明实施例目标行驶路径示意图。

具体实施方式

[0045] 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做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。

[0046] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

[0047] 本发明建立在卫星动中通通信路径固定的前提下，利用广度优先搜索算法得到不同换星次数条件下的换星策略，使得通信质量最佳，保证用户可靠地传输信息。

[0048] 广度优先搜索算法

[0049] 广度优先遍历是一种常用的图搜索算法，是以一种分层递进搜索方式进行搜索的过程。从某个结点出发，首先访问这个结点，然后找出这个结点的所有未被访问的邻接点，访问完后再访问这些结点中第一个邻接点的所有结点，重复此方法，直到所有结点都被访问完为止，算法原理图如图1所示。

[0050] 指标体系

[0051] 与卫星动中通换星策略制定模型有关的指标包括通信状态、换星次数、换星代价和道路长度，本发明主要是从通信状态、换星次数和换星代价这三个方面进行分析。

[0052] (1)通信状态

[0053] 通信状态是反映卫星动中通通信质量的重要指标，关系到用户能否有效可靠地传递信息。利用动中通通信状态评估模型计算出卫星动中通在通信路径上各点的通视性概率，通信状态可以直接由通视性概率体现。

[0054] (2)换星次数

[0055] 用于卫星通信的卫星都是地球同步轨道卫星，由于卫星所在的轨位不同，卫星动中通与卫星之间的连线所覆盖的地形也不同，所以卫星动中通即使在同一位置对准不同卫星时都可能会有不同地通信状态。下面给出中国上空常用通信卫星的信息，如表1所示。由于卫星动中通在实际使用过程中，切换卫星操作繁琐，该过程需要耗费大量的时间，所以过于频繁地切换卫星不符合工程实际，需要对换星次数加以限制。

[0056] 表1中国上空常用通信卫星的信息表

[0057]

[0058] (3)换星代价

[0059] 卫星动中通在对准不同卫星时有不同的方位角和仰角，当在某位置切换卫星时，需要卫星动中通的天线伺服机构工作，调整天线的方位角和仰角。因此将换星代价定义为卫星动中通在换星时天线需要调整方位角和俯仰角的大小，改变的角度越大则换星代价越大，反之换星代价越小。当卫星动中通在某一换星位置时，换星代价的大小取决于换星前后两颗卫星之间经度差的大小。因此，将换星代价转化为换星前后两颗卫星之间经度差的绝对值。

[0060] 图2为本发明实施例基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法的流程示意图，如图2所示，本实施例提供的一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定方法，包括：

[0061] 步骤101：构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型。

[0062] 为了方便建立目标对应的卫星动中通换星策略制定模型，本发明作出以下假设:

[0063] (1)该卫星动中通换星策略制定模型中的分析对象即目标为车载动中通。

[0064] (2)目标行驶路径(或称为目标通信道路)已经固定有且仅有一条，那么，目标通信道路也已经固定有且仅有一条，在目标行驶路径或者目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以90m为一个间隔设置道路采样点来分析通信状态。

[0065] (3)车载动中通以60km/h的速度匀速行驶，卫星动中通超过5-6s没有对准车载动中通视为丢星，通信中断。

[0066] (4)该卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为整条目标通信道路的最佳通信状态，整条目标通信道路的总体通信状态可以用所有道路采样点上的通视性概率的平均值来表示。

[0067] (5)由于该卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下，所以影响因素为换星次数和换星代价，不用考虑道路长度。

[0068] 步骤102：计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率。

[0069] 首先对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度；然后获取中国上空常用卫星参数；最后根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，综合利用通视性算法和概率通视性模型，计算出所有道路点对22个中国上空常用卫星的通视性概率，并将通视性概率数据保存为一个文件(通视性概率集合)。

[0070] 该通视性概率集合包括M行N列数据，即M*N个元素；其中，第m(1≤m≤M)行第n(1≤n≤N)列元素表示第m个道路点对准第n个上空常用卫星的通视性概率，每行中的n个元素为一个道路点分别对准n个上空常用卫星的通视性概率，每列中的m个元素为表示m个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率。

[0071] 步骤103：基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。

[0072] 在执行步骤103之前，还包括：对通视性概率数据进行预处理。

[0073] 在本发明定义的卫星动中通换星策略制定模型中，车载动中通的车速为60km/h，超过5-6s没有对准卫星(车载动中通)视为通信中断，这意味着车载动中通若在道路上持续处于阴影状态超过100m，则视为通信中断。又因为目标通信道路上沿经度或纬度方向每90m取一个点，所以可以对通视性概率数据进行以下预处理：

[0074] 假设A、B、C为目标通信道路上顺次的三个点，这三个道路点与通信卫星之间的通视性概率分别PA、PB、PC，若PA＜0.8，PC＜0.8，PB＞0.9，则PB＝(PA+PC)/2；若PA＞0.9，PC＞0.9，PB＜0.9，则PB＝(PA+PC)/2。在出现隧道的路段，把通视性概率置零。

[0075] 这是因为若A、C两点的通视性概率均低于0.8，即使B点的通视性概率高于0.9，车载动中通以一定速度经过该B点时的通信状态仍不佳，所以B点的通视性概率近似用A、C两点通视性概率的平均值代替；同理，若A、C两点的通视性概率均高于0.9，即使B点的通视性概率低于0.9，车载动中通以一定速度经过该B点时的通信状态仍较好，所以B点的通视性概率近似用A、C两点通视性概率的平均值代替。

[0076] 在卫星动中通在实际使用过程中，切换卫星操作繁琐，过于频繁地切换卫星不符合工程实际，在本发明中将换星次数限制在4次以内(包含4次)。接下来利用广度优先搜索算法分别在换星次数为0、1、2、3、4的约束条件下搜索出换星策略，使得卫星动中通在整条目标通信道路上通信状态最佳。下面针对不换星(即换星次数为0)和多次换星两种情况阐述详细的步骤。

[0077] 情况一：不换星(换星次数为0)

[0078] 当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值。

[0079] 步骤1：建立一个储存所有卫星信息的容器，将卫星名称、经度与编号对应起来，称之为卫星容器。

[0080] 步骤2：建立一个储存道路上所有道路采样点序列及各个道路采样点对准各个卫星的通视性概率的容器，称之为属性容器。

[0081] 步骤3：读取属性容器，计算所有道路采样点对准各个卫星时的通视性平均概率，找出其中的最大值和对应的卫星编号，然后在卫星容器中找到对应的卫星名称。

[0082] 步骤4：输出最大通视性平均概率和对准的卫星名称。

[0083] 情况二：多次换星(换星次数为1、2、3或4)

[0084] 当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。

[0085] 步骤1：建立一个储存所有卫星信息的容器，将卫星名称、经度与编号对应起来，称之为卫星容器。

[0086] 步骤2：建立一个储存道路上所有道路采样点序列及各个道路采样点对准各个卫星的通视性概率的容器，称之为属性容器。

[0087] 步骤3：建立一个当前各道路点的对星序列的容器，称之为对星序列容器。

[0088] 步骤4：设置换星次数m，建立一个存储m个换星点位置的容器，称之为换星点容器；任选m个换星点的位置，要求各换星点之间的距离大于1公里，将道路分为m+1段。

[0089] 步骤5：读取属性容器，首先遍历第1段道路的通视性概率并计算平均值，找出第1段道路的最大通视性平均概率 然后采用广度优先搜索逐段往后推进，用同样的方法得到 注意相邻的两段道路不能对准同一颗卫星；若出现同一段道路对准多个卫星均取到最大通视性平均概率值的情况，则计算并比较换星点处换星代价的大小，选择换星 代价更 小的组 合。设 整条道 路的最 大通视 性平均 概率为
然后将所有道路采样点对应的卫星编号存入对
星序列容器，将所有换星点的位置存入换星点容器。

[0090] 步骤6：循环步骤4-5，不断更新 值、对星序列容器和换星点容器内的值，直至遍历m个换星点所在的位置。

[0091] 步骤7：在卫星容器中找到对星序列容器内存储的卫星编号所对应的卫星名称，最后输出 换星点的位置和各道路点对准的卫星名称。

[0092] 步骤104：根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略。

[0093] 在不同换星次数对应的换星策略中，最佳通视性概率会随着换星次数的增加而增大，而换星次数越大意味着换星所需要消耗的时间越多，换星操作越频繁，那么用户可以根据自己的需求选择换星策略。有的用户对通信状态有较高的要求且熟练掌握换星操作，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态，针对这类用户，建议选择换星次数多通视性概率高的方案；有的用户对换星操作流程掌握不熟练，更倾向于换星次数少的方案，针对这类用户，建议选择换星次数少通信状态一般的方案；有的用户希望兼顾操作时间和通信状态两方面因素，针对这类用户，建议选择换星次数和通信状态均居中的方案。具体为以下三类：

[0094] 第一，当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略。

[0095] 第二，当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略。

[0096] 第三，当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。

[0097] 图3为本发明实施例基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统的结构示意图，如图3所示，本发明还提供了一种基于广度优先搜索的卫星动中通换星策略确定系统，包括：

[0098] 卫星动中通换星策略制定模型构建模块100，用于构建目标对应的卫星动中通换星策略制定模型；所述卫星动中通换星策略制定模型是建立在目标行驶路径已经固定有且仅有一条的前提下；所述卫星动中通换星策略制定模型的优化目标为目标通信道路的最佳通信状态，所述通信状态用所有道路点上的通视性概率的平均值来表示，所述道路点是通过在目标通信道路上沿经度方向或纬度方向以固定值为一个间隔分隔设置的采样点；所述卫星动中通换星策略制定模型的影响因素为换星次数和换星代价。

[0099] 通视性概率计算模块200，用于计算所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中；所述通视性概率集合包括M*N个元素，M表示道路点的个数，N表示上空常用卫星的个数，每个所述元素表示一个道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率，不同的元素表示不同的通视性概率。

[0100] 卫星动中通换星策略集合确定模块300，用于基于所述优化目标、所述影响因素以及所述通视性概率集合，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；所述卫星动中通换星策略集合中包含一个或者多个适用于目标通信道路的卫星动中通换星策略。

[0101] 用户挑选模块400，用于根据用户实际情况，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选符合用户实际情况的卫星动中通换星策略；其中，

[0102] 当用户实际情况为换星操作流程熟练，愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数多通视性概率高的卫星动中通换星策略。

[0103] 当用户实际情况为换星操作不熟练时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数少通视性概率低的卫星动中通换星策略。

[0104] 当用户实际情况为兼顾换星时间和通信状态两方面因素时，从所述卫星动中通换星策略集合中挑选换星次数和通视性概率均居中的卫星动中通换星策略。

[0105] 所述通视性概率计算模块200，具体包括：

[0106] 采样单元，用于对目标通信道路进行均匀采样，得到每个道路点的经纬度。

[0107] 上空常用卫星参数获取单元，用于获取上空常用卫星参数。

[0108] 通视性概率计算单元，用于根据每个道路点的经纬度和上空常用卫星参数，利用通视性算法和概率通视性模型，计算各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，并存储在通视性概率集合中。

[0109] 所述卫星动中通换星策略集合确定模块300，具体包括：

[0110] 所述卫星名称确定单元，用于当换星次数为0时，以最佳通信状态为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，挑选最大通视性平均概率对应的卫星名称并确定为目标通信道路的卫星名称；所述通视性平均概率为所有道路点对准一个上空常用卫星的通视性概率的和的平均值。

[0111] 所述卫星动中通换星策略集合确定单元，用于当换星次数大于0时，以最佳通信状态最小换星代价为基础，根据所述目标通信道路上各个道路点对准各个上空常用卫星的通视性概率，采用广度优先搜索算法，确定目标通信道路的卫星动中通换星策略集合；其中，不同的换星次数对应不同的卫星动中通换星策略。

[0112] 为了说明本发明提供的方法或者系统，现提供一个具体应用实例。在陕西省蓝田县附近选择一条道路，设置起点和终点，如图4所示。道路上共有642个道路采样点，具体数据如表2所示。

[0113] 表2道路采样点数据表

[0114]

[0115] 计算各道路采样点对应不同卫星的通视性概率。用到的高程数据为60m精度的DEM数据，用到的通视性算法为JANUS通视性算法，计算结果如表3所示。

[0116] 表3道路采样点通视性概率表

[0117]

[0118] 基于表3中的通视性概率结果制定出不同换星次数下的换星策略如表4所示，表4中箭头上的数字表示道路点的序号。

[0119] 表4不同换星次数下的换星策略结果表

[0120]

[0121] 最后根据用户需求为用户选择换星策略，针对愿意耗费更多的换星时间来换取更好的通信状态的用户，建议选择方案四或五；针对换星操作流程掌握不熟练的用户，建议选择方案一；针对希望兼顾操作时间和通信状态两方面因素的用户，建议选择方案二或三。

[0122] 本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

[0123] 本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。