本发明公开一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法及系统，涉及卫星动中通通信方案选择技术领域，首先构建目标对应的卫星动中通通信方案选择模型，其次确定卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，然后获取二级指标原始数据，最后根据卫星动中通通信方案选择模型以及二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。本发明能够根据不同的用户需求确定不同的最佳卫星动中通通信方案，不仅能克服用户传输信息的盲目性，还能为动中通传输信息提供决策辅助功能。
基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法及系统
技术领域
[0001] 本发明涉及卫星动中通通信方案选择技术领域，特别是涉及一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法及系统。
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无法避免的一个问题，即阴影问题。因此，能够及时准确地判断阴影状态是保证动中通高质量通信状态的关键。针对这一问题，当前研究的解决方案大都集中在阴影的快速检测技术，但已有的阴影检测方法只在当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，卫星动中通将何时驶出阴影以及前方还有哪些路段可能受到阴影遮挡，这些信息用户均无法提前获知，在一定程度上造成了用户传输信息的盲目性。
[0003] 因此，若能预估卫星动中通将会受阴影遮挡的路段，提前告知用户前方路段的通信状况，就可以在固定行驶道路上为用户制定合理的信息传输策略，或者在多条可选道路中为用户进行路径规划，这样不仅能克服用户传输信息的盲目性，还能为动中通传输信息提供决策辅助功能。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法及系统，能够根据不同的用户需求确定不同的最佳卫星动中通通信方案，这样不仅能克服用户传输信息的盲目性，还能为动中通传输信息提供决策辅助功能。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
[0006] 一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法，包括：
[0007] 构建目标对应的卫星动中通通信方案选择模型；所述卫星动中通通信方案选择模型建立的前提是已知多条目标通信路径；所述卫星动中通通信方案选择模型包括目标层、准则层和方案层；所述目标层用于选择最佳通信方案；所述准则层用于保存所述卫星动中通通信方案选择模型的一级指标以及每个所述一级指标包括的二级指标；所述一级指标包括通信质量、换星成本和道路因素；所述通信质量包括的二级指标为目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述换星成本包括的二级指标为换星代价和换星次数；所述道路因素包括的二级指标为道路长度和通过隧道次数；所述方案层用于保存目标对应的所有通信方案；
[0008] 确定所述卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值；
[0009] 获取所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据；
[0010] 根据所述卫星动中通通信方案选择模型以及所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0011] 可选的，所述确定所述卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，具体包括：
[0012] 获取卫星动中通用户使用情况调查问卷数据；所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据包括三部分，第一部分为卫星动中通使用场景，第二部分为每个使用场景下一级指标在使用卫星动中通过程中的影响程度，第三部分包括两小部分，第一小部分为每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，第二小部分包括通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值、换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值以及道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值；其中，各个一级指标之间的相对重要程度值包括通信质量对通信质量的重要程度值、通信质量对换星成本的重要程度值、通信质量对道路因素的重要程度值、换星成本对通信质量的重要程度值、换星成本对换星成本的重要程度值、唤醒成本对道路因素的重要程度值、道路因素对通信质量的重要程度值、道路因素对换星成本的重要程度值以及道路因素对道路因素的重要程度值；通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值包括目标通信路径的平均通视性概率对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、目标通信路径的平均通视性概率对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值、通信等级为一的道路采样点所占比例对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、以及通信等级为一的道路采样点所占比例对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值；换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值包括换星代价对换星代价的重要程度值、换星代价对换星次数的重要程度值、换星次数对换星代价的重要程度值、以及换星次数对换星次数的重要程度值；道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值包括道路长度对道路长度的重要程度值、道路长度对通过隧道次数的重要程度值、通过隧道次数对道路长度的重要程度值、以及通过隧道次数对通过隧道次数的重要程度值；
[0013] 根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值；
[0014] 根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值。
[0015] 可选的，所述根据所述卫星动中通通信方案选择模型以及所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案，具体包括：
[0016] 根据每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，确定一级指标判断矩阵；一级指标判断矩阵数与使用场景数相同；
[0017] 对所有所述一级指标判断矩阵进行一致性检验；
[0018] 根据每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值，确定二级指标判断矩阵；二级指标判断矩阵数与一级指标数相同；
[0019] 根据所有一致性检验后的一级指标判断矩阵和所有二级指标判断矩阵，确定每个使用场景下二级指标权重；
[0020] 对卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据进行预处理，得到预处理后的二级指标数据；
[0021] 根据所有目标通信路径、每个使用场景下二级指标权重以及预处理后的二级指标数据，计算各个通信方案在每个使用场景下的评价值并排序，然后将同一使用场景内评价值最大的通信方案确定为最佳卫星动中通通信方案，进而确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0022] 可选的，所述对卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据进行预处理，得到预处理后的二级指标数据，具体包括：
[0023] 对所述二级指标进行划分，得到正向指标和逆向指标；所述正向指标包目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述逆向指标包括换星代价、换星次数、道路长度和通过隧道次数；
[0024] 对所述逆向指标进行正向化处理；
[0025] 对所述正向指标和正向化处理后的逆向指标进行无量纲化处理，得到预处理后的二级指标数据。
[0026] 一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择系统，包括：
[0027] 卫星动中通通信方案选择模型构建模块，用于构建目标对应的卫星动中通通信方案选择模型；所述卫星动中通通信方案选择模型建立的前提是已知多条目标通信路径；所述卫星动中通通信方案选择模型包括目标层、准则层和方案层；所述目标层用于选择最佳通信方案；所述准则层用于保存所述卫星动中通通信方案选择模型的一级指标以及每个所述一级指标包括的二级指标；所述一级指标包括通信质量、换星成本和道路因素；所述通信质量包括的二级指标为目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述换星成本包括的二级指标为换星代价和换星次数；所述道路因素包括的二级指标为道路长度和通过隧道次数；所述方案层用于保存目标对应的所有通信方案；
[0028] 指标相对重要程度值确定模块，用于确定所述卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度；
[0029] 二级指标原始数据获取模块，用于获取所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据；
[0030] 最佳卫星动中通通信方案确定模块，用于根据所述卫星动中通通信方案选择模型以及所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0031] 可选的，所述指标相对重要程度值确定模块，具体包括：
[0032] 卫星动中通用户使用情况调查问卷数据获取单元，用于获取卫星动中通用户使用情况调查问卷数据；所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据包括三部分，第一部分为卫星动中通使用场景，第二部分为每个使用场景下一级指标在使用卫星动中通过程中的影响程度，第三部分包括两小部分，第一小部分为每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，第二小部分包括通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值、换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值以及道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值；其中，各个一级指标之间的相对重要程度值包括通信质量对通信质量的重要程度值、通信质量对换星成本的重要程度值、通信质量对道路因素的重要程度值、换星成本对通信质量的重要程度值、换星成本对换星成本的重要程度值、唤醒成本对道路因素的重要程度值、道路因素对通信质量的重要程度值、道路因素对换星成本的重要程度值以及道路因素对道路因素的重要程度值；通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值包括目标通信路径的平均通视性概率对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、目标通信路径的平均通视性概率对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值、通信等级为一的道路采样点所占比例对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、以及通信等级为一的道路采样点所占比例对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值；换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值包括换星代价对换星代价的重要程度值、换星代价对换星次数的重要程度值、换星次数对换星代价的重要程度值、以及换星次数对换星次数的重要程度值；道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值包括道路长度对道路长度的重要程度值、道路长度对通过隧道次数的重要程度值、通过隧道次数对道路长度的重要程度值、以及通过隧道次数对通过隧道次数的重要程度值；
[0033] 一级指标相对重要程度值确定单元，用于根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值；
[0034] 二级指标相对重要程度值确定单元，用于根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值。
[0035] 可选的，所述最佳卫星动中通通信方案确定模块，具体包括：
[0036] 一级指标判断矩阵确定单元，用于根据每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，确定一级指标判断矩阵；一级指标判断矩阵数与使用场景数相同；
[0037] 一致性检验单元，用于对所有所述一级指标判断矩阵进行一致性检验；
[0038] 二级指标判断矩阵确定单元，用于根据每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值，确定二级指标判断矩阵；二级指标判断矩阵数与一级指标数相同；
[0039] 二级指标权重确定单元，用于根据所有一致性检验后的一级指标判断矩阵和所有二级指标判断矩阵，确定每个使用场景下二级指标权重；
[0040] 二级指标数据预处理单元，用于对卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据进行预处理，得到预处理后的二级指标数据；
[0041] 最佳卫星动中通通信方案确定单元，用于根据所有目标通信路径、每个使用场景下二级指标权重以及预处理后的二级指标数据，计算各个通信方案在每个使用场景下的评价值并排序，然后将同一使用场景内评价值最大的通信方案确定为最佳卫星动中通通信方案，进而确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0042] 可选的，所述二级指标数据预处理单元，具体包括：
[0043] 划分子单元，用于对所述二级指标进行划分，得到正向指标和逆向指标；所述正向指标包目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述逆向指标包括换星代价、换星次数、道路长度和通过隧道次数；
[0044] 正向化处理子单元，用于对所述逆向指标进行正向化处理；
[0045] 无量纲化处理子单元，用于对所述正向指标和正向化处理后的逆向指标进行无量纲化处理，得到预处理后的二级指标数据。
[0046] 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：
[0047] 本发明提供一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法及系统，首先构建目标对应的卫星动中通通信方案选择模型，其次确定所述卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，然后获取所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据，最后根据所述卫星动中通通信方案选择模型以及所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。本发明能够根据不同的用户需求确定不同的最佳卫星动中通通信方案，这样不仅能克服用户传输信息的盲目性，还能为动中通传输信息提供决策辅助功能。
附图说明
[0048] 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。
[0049] 图1为本发明实施例基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法的流程示意图；
[0050] 图2为本发明实施例基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择系统的结构示意图；
[0051] 图3为本发明实施例卫星动中通通信方案选择模型指标体系的结构框图；
[0052] 图4为本发明实施例卫星动中通通信方案选择模型示意图；
[0053] 图5为本发明实施例卫星动中通通信方案选择模型实例图。
具体实施方式
[0054] 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。
[0055] 本发明的目的是提供一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法及系统，能够根据不同的用户需求确定不同的最佳卫星动中通通信方案，这样不仅能克服用户传输信息的盲目性，还能为动中通传输信息提供决策辅助功能。
[0056] 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。
[0057] 本发明建立在卫星动中通存在多条可选通信路径的前提下，根据用户的不同需求，即不同使用场景，用层次分析法建立了通信路径选择模型的评价指标体系及确定指标权重值，然后采用加权评价法对卫星动中通通信方案进行了优选分析，最大限度地满足用户的需求。
[0058] 层次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)是指将与决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性分析和定量分析的决策方法。该方法是美国运筹学家匹茨堡大学教授萨蒂于20世纪70年代初提出的一种层次权重决策分析方法。层次分析法具有系统性、灵活性、简洁性及有效性的特点，在国内外多个领域得到了广泛的重视与应用。算法基本步骤如下：
[0059] (1)建立递阶层次模型
[0060] 模型中包括三层：目标层、准则层和方案层。
[0061] (2)构造出各层次中的所有判断矩阵
[0062] 将不同指标进行两两比较，从而确定不同指标的相对重要程度。设指标集为(E1,E2,…,En)，判断矩阵具体形式如下：
[0063]
[0064] 式中：eij＞0；eij＝1/eji；eii＝1。
[0065] 判断矩阵为E＝(eij)n×n，Ei(i＝1,2,…,n)表示第i个指标，eij表示第i个指标与第j个指标相比的相对重要程度，使用数字1-9以及其倒数作为标度。标度的含义如表1所示。
[0066] 表1标度的含义
[0067]标度 ei与ej的相对重要程度 eij取值 eji取值
1 两者相同重要性 1 1
3 前者比后者稍重要 3 1/3
5 前者比后者明显重要 5 1/5
7 前者比后者强烈重要 7 1/7
9 前者比后者极端重要 9 1/9
2，4，6，8 上述相邻判断的中间值 2，4，6，8 1/2，1/4，1/6，1/8
[0068] (3)判断矩阵的一致性检验
[0069] 由于构造的判断矩阵不一定具有一致性，所以需要通过一致性检验将控制判断矩阵的偏差在一定范围内。
[0070] 首先计算一致性指标CI，计算公式如下：
[0071]
[0072] 式中：λmax为判断矩阵的最大特征根，n为判断矩阵的阶数。
[0073] 然后计算平均随机一致性指标RI，1-9阶判断矩阵的RI值如表2所示。
[0074] 表2 RI值表
[0075]n 1 2 3 4 5 6 7 8 9
RI 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45
[0076] 最后计算一致性比率CR，计算公式如下：
[0077]
[0078] 若CR＜0.1，则认为判断矩阵的一致性符合要求，否则需要适当修正判断矩阵。
[0079] 实施例1
[0080] 如图1所示，本实施例提供的一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择方法，包括：
[0081] 步骤101：构建目标对应的卫星动中通通信方案选择模型；所述卫星动中通通信方案选择模型建立的前提是已知多条目标通信路径；所述卫星动中通通信方案选择模型包括目标层、准则层和方案层；所述目标层用于选择最佳通信方案；所述准则层用于保存所述卫星动中通通信方案选择模型的一级指标以及每个所述一级指标包括的二级指标；所述一级指标包括通信质量、换星成本和道路因素；所述通信质量包括的二级指标为目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述换星成本包括的二级指标为换星代价和换星次数；所述道路因素包括的二级指标为道路长度和通过隧道次数；所述方案层用于保存目标对应的所有通信方案。
[0082] 步骤102：确定所述卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值。
[0083] 步骤103：获取所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据。
[0084] 步骤104：根据所述卫星动中通通信方案选择模型以及所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0085] 其中，步骤102具体包括：
[0086] 获取卫星动中通用户使用情况调查问卷数据；所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据包括三部分，第一部分为卫星动中通使用场景，第二部分为每个使用场景下一级指标在使用卫星动中通过程中的影响程度，第三部分包括两小部分，第一小部分为每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，第二小部分包括通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值、换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值以及道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值；其中，各个一级指标之间的相对重要程度值包括通信质量对通信质量的重要程度值、通信质量对换星成本的重要程度值、通信质量对道路因素的重要程度值、换星成本对通信质量的重要程度值、换星成本对换星成本的重要程度值、唤醒成本对道路因素的重要程度值、道路因素对通信质量的重要程度值、道路因素对换星成本的重要程度值以及道路因素对道路因素的重要程度值；通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值包括目标通信路径的平均通视性概率对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、目标通信路径的平均通视性概率对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值、通信等级为一的道路采样点所占比例对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、以及通信等级为一的道路采样点所占比例对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值；换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值包括换星代价对换星代价的重要程度值、换星代价对换星次数的重要程度值、换星次数对换星代价的重要程度值、以及换星次数对换星次数的重要程度值；道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值包括道路长度对道路长度的重要程度值、道路长度对通过隧道次数的重要程度值、通过隧道次数对道路长度的重要程度值、以及通过隧道次数对通过隧道次数的重要程度值。
[0087] 根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值。
[0088] 根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值。
[0089] 步骤104具体包括：
[0090] 根据每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，确定一级指标判断矩阵；一级指标判断矩阵数与使用场景数相同。
[0091] 对所有所述一级指标判断矩阵进行一致性检验。
[0092] 根据每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值，确定二级指标判断矩阵；二级指标判断矩阵数与一级指标数相同。
[0093] 根据所有一致性检验后的一级指标判断矩阵和所有二级指标判断矩阵，确定每个使用场景下二级指标权重。
[0094] 对卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据进行预处理，得到预处理后的二级指标数据。
[0095] 根据所有目标通信路径、每个使用场景下二级指标权重以及预处理后的二级指标数据，计算各个通信方案在每个使用场景下的评价值并排序，然后将同一使用场景内评价值最大的通信方案确定为最佳卫星动中通通信方案，进而确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0096] 步骤104中对卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据进行预处理得到预处理后的二级指标数据，具体包括：
[0097] 对所述二级指标进行划分，得到正向指标和逆向指标；所述正向指标包目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述逆向指标包括换星代价、换星次数、道路长度和通过隧道次数。
[0098] 对所述逆向指标进行正向化处理。
[0099] 对所述正向指标和正向化处理后的逆向指标进行无量纲化处理，得到预处理后的二级指标数据。
[0100] 实施例2
[0101] 如图2所示，本实施例提供的一种基于层次分析法的卫星动中通通信方案选择系统，包括：
[0102] 卫星动中通通信方案选择模型构建模块201，用于构建目标对应的卫星动中通通信方案选择模型；所述卫星动中通通信方案选择模型建立的前提是已知多条目标通信路径；所述卫星动中通通信方案选择模型包括目标层、准则层和方案层；所述目标层用于选择最佳通信方案；所述准则层用于保存所述卫星动中通通信方案选择模型的一级指标以及每个所述一级指标包括的二级指标；所述一级指标包括通信质量、换星成本和道路因素；所述通信质量包括的二级指标为目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述换星成本包括的二级指标为换星代价和换星次数；所述道路因素包括的二级指标为道路长度和通过隧道次数；所述方案层用于保存目标对应的所有通信方案。
[0103] 指标相对重要程度值确定模块202，用于确定所述卫星动中通通信方案选择模型的各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度。
[0104] 二级指标原始数据获取模块203，用于获取所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据。
[0105] 最佳卫星动中通通信方案确定模块204，用于根据所述卫星动中通通信方案选择模型以及所述卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据、各个一级指标之间相对重要程度值和各个二级指标之间相对重要程度值，采用层次分析算法，确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0106] 所述指标相对重要程度值确定模块202，具体包括：
[0107] 卫星动中通用户使用情况调查问卷数据获取单元，用于获取卫星动中通用户使用情况调查问卷数据；所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据包括三部分，第一部分为卫星动中通使用场景，第二部分为每个使用场景下一级指标在使用卫星动中通过程中的影响程度，第三部分包括两小部分，第一小部分为每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，第二小部分包括通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值、换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值以及道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值；其中，各个一级指标之间的相对重要程度值包括通信质量对通信质量的重要程度值、通信质量对换星成本的重要程度值、通信质量对道路因素的重要程度值、换星成本对通信质量的重要程度值、换星成本对换星成本的重要程度值、唤醒成本对道路因素的重要程度值、道路因素对通信质量的重要程度值、道路因素对换星成本的重要程度值以及道路因素对道路因素的重要程度值；通信质量下各个二级指标之间的相对重要程度值包括目标通信路径的平均通视性概率对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、目标通信路径的平均通视性概率对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值、通信等级为一的道路采样点所占比例对目标通信路径的平均通视性概率的重要程度值、以及通信等级为一的道路采样点所占比例对通信等级为一的道路采样点所占比例的重要程度值；换星成本下各个二级指标之间的相对重要程度值包括换星代价对换星代价的重要程度值、换星代价对换星次数的重要程度值、换星次数对换星代价的重要程度值、以及换星次数对换星次数的重要程度值；道路因素下各个二级指标之间的相对重要程度值包括道路长度对道路长度的重要程度值、道路长度对通过隧道次数的重要程度值、通过隧道次数对道路长度的重要程度值、以及通过隧道次数对通过隧道次数的重要程度值。
[0108] 一级指标相对重要程度值确定单元，用于根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值。
[0109] 二级指标相对重要程度值确定单元，用于根据所述卫星动中通用户使用情况调查问卷数据，确定每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值。
[0110] 所述最佳卫星动中通通信方案确定模块204，具体包括：
[0111] 一级指标判断矩阵确定单元，用于根据每个使用场景下各个一级指标之间的相对重要程度值，确定一级指标判断矩阵；一级指标判断矩阵数与使用场景数相同。
[0112] 一致性检验单元，用于对所有所述一级指标判断矩阵进行一致性检验。
[0113] 二级指标判断矩阵确定单元，用于根据每个所述一级指标下各个二级指标的相对重要程度值，确定二级指标判断矩阵；二级指标判断矩阵数与一级指标数相同。
[0114] 二级指标权重确定单元，用于根据所有一致性检验后的一级指标判断矩阵和所有二级指标判断矩阵，确定每个使用场景下二级指标权重。
[0115] 二级指标数据预处理单元，用于对卫星动中通通信方案选择模型的二级指标原始数据进行预处理，得到预处理后的二级指标数据。
[0116] 最佳卫星动中通通信方案确定单元，用于根据所有目标通信路径、每个使用场景下二级指标权重以及预处理后的二级指标数据，计算各个通信方案在每个使用场景下的评价值并排序，然后将同一使用场景内评价值最大的通信方案确定为最佳卫星动中通通信方案，进而确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案。
[0117] 所述二级指标数据预处理单元，具体包括：
[0118] 划分子单元，用于对所述二级指标进行划分，得到正向指标和逆向指标；所述正向指标包目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；所述逆向指标包括换星代价、换星次数、道路长度和通过隧道次数。
[0119] 正向化处理子单元，用于对所述逆向指标进行正向化处理。
[0120] 无量纲化处理子单元，用于对所述正向指标和正向化处理后的逆向指标进行无量纲化处理，得到预处理后的二级指标数据。
[0121] 实施例3
[0122] 本实施例首先构建了卫星动中通通信方案选择模型的评价指标体系，下一步给出了卫星动中通通信方案选择模型假设，然后在建立和求解通信路径选择模型时，给出了通信路径选择模型的流程图和求解的详细步骤，最后应用于实例进行分析。
[0123] 第一，构建卫星动中通通信方案选择模型的评价指标体系。
[0124] 本实施例卫星动中通通信方案选择模型建立在存在多条可选通信路径的前提下。基于层次分析法，确定卫星动中通通信方案选择模型的评价指标体系分为两级，一级指标和二级指标；一级指标为通信质量、换星成本和道路因素。通信质量包括整条通信道路的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例，换星成本包括换星代价和换星次数，道路因素包括道路长度和通过隧道次数，即二级指标为整条通信道路的平均通视性概率、通信等级为一的道路采样点所占比例、换星代价、换星次数、道路长度和通过隧道次数。
综合上述所有指标，建立卫星动中通通信方案选择模型的评价指标体系，其层次结构如图3所示。
[0125] 第二，确定卫星动中通通信方案选择模型的假设条件
[0126] (1)卫星动中通通信方案选择模型的分析对象为车载动中通。
[0127] (2)起点和终点之间存在多条行驶道路可供车载动中通选择，行驶道路上沿经度方向或纬度方向每90m取一个点分析通信状态。
[0128] (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没有对准卫星视为丢星，通信中断。
[0129] (4)当卫星动中通经过隧道时，通信中断。
[0130] 第三，建立卫星动中通通信方案选择模型，即递阶层次模型，具体如图4所示。
[0131] 卫星动中通通信方案选择模型建立的前提是已知多条目标通信路径；卫星动中通通信方案选择模型包括目标层、准则层和方案层；目标层用于选择最佳通信方案；准则层用于保存卫星动中通通信方案选择模型的一级指标以及每个一级指标包括的二级指标；一级指标包括通信质量、换星成本和道路因素；通信质量包括的二级指标为目标通信路径的平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例；换星成本包括的二级指标为换星代价和换星次数；道路因素包括的二级指标为道路长度和通过隧道次数；方案层用于保存目标对应的所有通信方案。
[0132] 第四，获取二级指标原始数据并进行预处理。
[0133] 在多指标综合评价中，正向指标是指标值越大评价越好的指标，逆向指标是指标值越小评价越好的指标。在综合评价时，首先需要将逆向指标转化为正向指标，称之为指标的正向化。不同指标往往具有不同的量纲和量纲单位，必须将这些指标值转化为无量纲的相对数，称之为指标的无量纲化。在本发明中，平均通视性概率和通信等级为一的道路采样点所占比例为正向指标，换星代价、换星次数、道路长度和通过隧道次数为逆向指标。
[0134] a)指标的正向化
[0135] 为了不改变指标值的分布规律，采用倒扣逆变换法对逆向指标正向化。变换公式如下：
[0136]
[0137] 式中：m为可选方案的数量，xij表示第i个方案中第j个指标的原始数值，表示m个方案中第j个指标的最大值，x'ij第i个方案中第j个指标正向化后的数值。
[0138] b)指标的无量纲化
[0139] 为了保留了各指标变异程度的信息，采用均值化方法对指标无量纲化。变换公式如下：
[0140]
[0141] 式中：m为可选方案的数量， 表示m个方案中第j个指标正向化后的平均值，x”ij第i个方案中第j个指标正向化和无量纲化后的数值。
[0142] 第五，基于预处理后的二级指标数据，对卫星动中通通信方案选择模型求解。
[0143] (1)构建各层次指标的判断矩阵
[0144] 首先构建目标层O与准则层S中的一级指标之间的判断矩阵EO-A。在比较通信质量、换星成本和道路因素三个指标的相对重要程度时，由于卫星动中通用户的需求和条件不同，三者的相对重要程度也不同。针对部队基层旅团的卫星动中通用户设计了调查问卷，调查问卷内容表3所示。
[0145] 表3调查问卷内容表
[0146]
[0147]
[0148] 填写调查问卷时，要求用户根据卫星动中通的使用场景，采用“1-9标度法”对通信质量、换星成本和道路因素三个指标进行两两比较，经大量的数据统计得到了以下四种使用场景对应的各一级指标之间判断矩阵。
[0149] 使用场景一：通信质量(A1)>换星成本(A2)>道路因素(A3)
[0150] 判断矩阵EO-A_1如下：
[0151]
[0152] 使用场景二：通信质量(A1)>道路因素(A3)>换星成本(A2)
[0153] 判断矩阵EO-A_2如下：
[0154]
[0155] 使用场景三：换星成本(A2)>通信质量(A1)>道路因素(A3)
[0156] 判断矩阵EO-A_3如下：
[0157]
[0158] 使用场景四：道路因素(A3)>通信质量(A1)>换星成本(A2)
[0159] 判断矩阵EO-A_4如下：
[0160]
[0161] 经统计，使用场景一对应的卫星动中通使用场景为丛林机动通信，由于在丛林机动时易受遮挡，所以此时通信质量是首要考虑的因素，又因为无固定道路可选，所以最后考虑道路因素；使用场景二对应的卫星动中通使用场景为日常通信训练，由于在部队日常训练中，主要是在多条常用道路上测试装备的通信状态和故障情况，所以首要考虑的因素是通信质量，其次是道路因素，最后是换星成本；使用场景三对应的卫星动中通使用场景为灾区通信保障，灾区的路面颠簸程度大是的卫星动中通切换卫星的操作难度大，所以首要考虑的因素是换星成本，而且灾区中可选道路并不多，所以其次考虑通信质量因素，最后是道路因素；使用场景四对应的卫星动中通使用场景为导弹发射遂行通信保障，在遂行导弹发射任务时，需要提前规划好路径，隧道过多或距离过长都会对导弹发射任务的执行产生影响，所以首要考虑的因素是道路因素，其次是通信质量，最后是换星成本。
[0162] 同理根据问卷调查的结果统计得到准则层S中的A层指标(一级指标)与B层指标(二级指标)之间的判断矩阵EA-B，得到A层指标与B层指标之间的各判断矩阵如下：
[0163] 指标A1与指标B1、B2的判断矩阵 如下：
[0164]
[0165] 指标A2与指标B3、B4的判断矩阵 如下：
[0166]
[0167] 指标A3与指标B5、B6的判断矩阵 如下：
[0168]
[0169] (2)判断矩阵的一致性检验
[0170] 准则层S中的A层指标与B层指标之间的判断矩阵EA-B为2阶矩阵，不需要进行一致性判断。目标层O与准则层S中的A层指标之间的判断矩阵的一致性检验结果如表4所示。
[0171] 表4一致性判断结果表
[0172]判断矩阵 EO-A_1 EO-A_2 EO-A_3 EO-A_4
λmax 3.1078 3.0055 3.0735 3.0803
CR 0.0930 0.0047 0.0634 0.0692
一致性结果 符合 符合 符合 符合
[0173] (3)计算各级指标权重
[0174] 由于不同使用场景的判断矩阵不同，所以不同使用场景的各级指标权重也不同。使用场景一、二、三和四的指标权重计算结果如表5-表8所示。
[0175] 表5使用场景一的指标权重计算结果
[0176]
[0177]
[0178] 表6使用场景二的指标权重计算结果
[0179]
[0180] 表7使用场景三的指标权重计算结果
[0181]
[0182] 表8使用场景四的指标权重计算结果
[0183]
[0184]
[0185] (4)根据所有目标通信路径、每个使用场景下二级指标权重以及预处理后的二级指标数据，计算各个通信方案在每个使用场景下的评价值并排序，然后将同一使用场景内评价值最大的通信方案确定为最佳卫星动中通通信方案，进而确定每个使用场景的最佳卫星动中通通信方案，即对不同使用场景，在多条可选路径中为之选择最佳通信方案。
[0186] 下面提供一个具体应用实例
[0187] 在陕西省蓝田县附近选择一块区域，设置起点和终点，一共存在4条可选通行路径，如图5所示。
[0188] 计算出所有可选通信路径在换星次数为0-4次条件下，所有B层指标的数值，计算结果如表9–表12所示。
[0189] 表9可选路径1的指标原始值
[0190]
[0191] 表10可选路径2的指标原始值
[0192]
[0193]
[0194] 表11可选路径3的指标原始值
[0195]
[0196] 表12可选路径4的指标原始值
[0197]
[0198] 接下来将表9–表12中所有B层指标的原始数值进行预处理，并按顺序对各个方案进行编号，结果如表13所示。
[0199] 表13各通信方案预处理后的指标值
[0200]
[0201]
[0202] 然后将表13中各方案预处理后的指标值与不同使用场景的指标权重相乘，得到各方案在不同使用场景下的评价值，结果如表14所示，并据此为用户选择最佳通信方案。
[0203] 表14各通信方案在不同使用场景下的指标评价值
[0204]
[0205]
[0206] 通过对比分析表14的结果可知，针对使用场景一，方案2的指标评价值最高，因此使用场景一的最佳通信方案为方案2，方案1和方案11次之；针对使用场景二，方案10的指标评价值最高，因此使用场景二的最佳通信方案为方案10，方案9和方案15次之；针对使用场景三，方案6的指标评价值最高，因此使用场景三的最佳通信方案为方案6，方案11和方案1次之；针对使用场景四，方案9的指标评价值最高，因此使用场景四的最佳通信方案为方案9，方案10和方案8次之。
[0207] 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。
[0208] 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。
