本技術(shù)涉及星間鏈路由空間網(wǎng)絡(luò)的，特別是一種基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法。

背景技術(shù)：

1、空間網(wǎng)絡(luò)是基于星間鏈路由空間平臺作為節(jié)點(diǎn)所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)，主要面向解決空間平臺的信息傳輸問題，服務(wù)于衛(wèi)星通信系統(tǒng)?？臻g網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涑掷m(xù)動態(tài)變化、節(jié)點(diǎn)資源受限等特點(diǎn)，目前空間信息網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展呈現(xiàn)出節(jié)點(diǎn)數(shù)量劇增、節(jié)點(diǎn)類型異構(gòu)以及功能業(yè)務(wù)多樣化的趨勢，應(yīng)用場景不斷豐富，其中多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤就是一個較新且非常重要的應(yīng)用場景。

2、進(jìn)行多星協(xié)同的目標(biāo)跟蹤，最為重要的一點(diǎn)就是衛(wèi)星之間的觀測信息的傳遞與交換。根據(jù)傳統(tǒng)的以太網(wǎng)應(yīng)用，為保證多顆星同時收到觀測的信息與數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤所需的計(jì)算，往往通過廣播實(shí)現(xiàn)。但是隨著監(jiān)測衛(wèi)星數(shù)據(jù)及跟蹤目標(biāo)數(shù)據(jù)的增加，就會使網(wǎng)絡(luò)內(nèi)廣播消息激增，有形成廣播風(fēng)暴的風(fēng)險。并且目前星載計(jì)算機(jī)在廣播風(fēng)暴情況下，若無相關(guān)的處理措施，則會造成設(shè)備功能頻繁中斷，甚至存在發(fā)生連續(xù)復(fù)位，導(dǎo)入無法正常工作的風(fēng)險，對在軌飛行器的安全、平穩(wěn)運(yùn)行造成嚴(yán)重隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出一種基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法，面對多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤的應(yīng)用場景，在盡量小的空間網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)下，詳細(xì)闡述多星間跟蹤觀測傳遞消息流程、具體傳遞消息的內(nèi)容及處理方式，并且可有效避免廣播風(fēng)暴的產(chǎn)生。既保證實(shí)現(xiàn)多星協(xié)同進(jìn)行目標(biāo)跟蹤，又不給空間以太網(wǎng)造成大量的負(fù)擔(dān)，從而使得多星、多目標(biāo)的跟蹤成為可能。

2、第一方面，提供了一種基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法，包括：

3、衛(wèi)星首次觀測到監(jiān)測目標(biāo)的情況下，觸發(fā)衛(wèi)星將第一通信模式變更為第二通信模式，其中，第一通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息；第二通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息；

4、在衛(wèi)星的通信模式為第二通信模式的情況下，在第一通信周期內(nèi)獲取目標(biāo)主題消息；

5、根據(jù)第一通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息，判斷衛(wèi)星是否滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件；如果是，則更新衛(wèi)星的通信模式為第三通信模式，第三通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息，且用于發(fā)送衛(wèi)星自身的目標(biāo)主題消息；

6、在衛(wèi)星的通信模式為第三通信模式的情況下，在第二通信周期內(nèi)獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息，并發(fā)送衛(wèi)星自身的目標(biāo)主題消息；

7、根據(jù)第二通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息，判斷衛(wèi)星是否滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件和第二預(yù)設(shè)觀測條件，如果均滿足，則更新衛(wèi)星的通信模式為第四通信模式，第四通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息，且用于發(fā)送衛(wèi)星自身的發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息。

8、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，發(fā)現(xiàn)主題消息包括：監(jiān)測目標(biāo)標(biāo)識、監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)、時間戳；目標(biāo)主題消息包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：衛(wèi)星標(biāo)識、監(jiān)測目標(biāo)標(biāo)識和觀測參數(shù)，觀測參數(shù)包括以下至少一項(xiàng)：觀測角、衛(wèi)星坐標(biāo)、監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)、剩余觀測時長。

9、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第一通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息共指示觀測參數(shù)的多個第一取值，如果衛(wèi)星自身的觀測參數(shù)優(yōu)于多個第一取值中的次優(yōu)值，則衛(wèi)星滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件；

10、第二通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息共指示觀測參數(shù)的多個第二取值，如果衛(wèi)星自身的觀測參數(shù)優(yōu)于多個第一取值中的最優(yōu)值，則衛(wèi)星滿足第二預(yù)設(shè)觀測條件。

11、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第一預(yù)設(shè)觀測條件為，衛(wèi)星自身的觀測角是所有可見星、觀測星、融合星的觀測角中最小的兩個之一；第二預(yù)設(shè)觀測條件為，衛(wèi)星自身的觀測角是所有可見星、觀測星、融合星的觀測角中最小的。

12、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第二通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息用于指示除衛(wèi)星自身以外，其余可見星、觀測星、融合星的衛(wèi)星坐標(biāo)，再結(jié)合第二通信周期內(nèi)發(fā)現(xiàn)主題消息所指示的監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)，確定衛(wèi)星自身以及其余可見星、觀測星、融合星第二通信周期內(nèi)的觀測角，進(jìn)而確定衛(wèi)星是否滿足第二預(yù)設(shè)觀測條件。

13、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第一通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息用于指示除衛(wèi)星自身以外，其余可見星、觀測星、融合星的衛(wèi)星坐標(biāo)，再結(jié)合衛(wèi)星自身觀測到的監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)，確定衛(wèi)星自身以及其余可見星、觀測星、融合星第一通信周期內(nèi)的觀測角，進(jìn)而確定衛(wèi)星是否滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件。

14、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，衛(wèi)星在當(dāng)前通信周期采用第四通信模式的情況下，衛(wèi)星在下一通信周期開始前判斷自身是否滿足第二預(yù)設(shè)觀測條件；如果是，則確定在下一通信周期采用第四通信模式通信；如果否，則確定在下一通信周期采用第三通信模式通信。

15、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，衛(wèi)星在當(dāng)前通信周期采用第四通信模式的情況下，衛(wèi)星在下一通信周期開始前判斷自身是否滿足第二預(yù)設(shè)觀測條件；如果是，則確定在下一通信周期采用第四通信模式通信；如果否，則繼續(xù)判斷自身是否滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件，如果滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件，則確定在下一通信周期采用第三通信模式通信；如果不滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件，則確定在下一通信周期采用第二通信模式通信。

16、結(jié)合第一方面，在第一方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)衛(wèi)星判斷自身無法觀測到監(jiān)測目標(biāo)，衛(wèi)星直接切換采用第一通信模式通信。

17、第二方面，提供了一種基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法，包括：

18、在衛(wèi)星的通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息的情況下，在第三通信周期內(nèi)獲取目標(biāo)主題消息；

19、根據(jù)第三通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息，判斷衛(wèi)星是否滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件和第二預(yù)設(shè)觀測條件；如果第一預(yù)設(shè)觀測條件和第二預(yù)設(shè)觀測條件均不滿足，則下一通信周期內(nèi)衛(wèi)星的通信模式為第二通信模式，第二通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息；如果滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件但不滿足第二預(yù)設(shè)觀測條件，則下一通信周期內(nèi)衛(wèi)星的通信模式為第三通信模式，第三通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息，且用于發(fā)送衛(wèi)星自身的目標(biāo)主題消息；如果滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件和第二預(yù)設(shè)觀測條件，則下一通信周期內(nèi)衛(wèi)星的通信模式為第四通信模式，第四通信模式用于獲取發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息，且用于發(fā)送衛(wèi)星自身的發(fā)現(xiàn)主題消息和目標(biāo)主題消息。

20、結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，發(fā)現(xiàn)主題消息包括：監(jiān)測目標(biāo)標(biāo)識、監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)、時間戳；目標(biāo)主題消息包含的數(shù)據(jù)內(nèi)容包括：衛(wèi)星標(biāo)識、監(jiān)測目標(biāo)標(biāo)識和觀測參數(shù)，觀測參數(shù)包括以下至少一項(xiàng)：觀測角、衛(wèi)星坐標(biāo)、監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)、剩余觀測時長。

21、結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第三通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息共指示觀測參數(shù)的多個第三取值；如果衛(wèi)星自身的觀測參數(shù)優(yōu)于多個第二取值中的最優(yōu)值，則衛(wèi)星滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件和第二預(yù)設(shè)觀測條件；如果衛(wèi)星自身的觀測參數(shù)僅優(yōu)于多個第二取值中的次優(yōu)值，則衛(wèi)星滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件但不滿足第二預(yù)設(shè)觀測條件。

22、結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第一預(yù)設(shè)觀測條件為，衛(wèi)星自身的觀測角是所有可見星、觀測星、融合星的觀測角中最小的兩個之一；第二預(yù)設(shè)觀測條件為，衛(wèi)星自身的觀測角是所有可見星、觀測星、融合星的觀測角中最小的。

23、結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，第三通信周期內(nèi)獲取到的全部目標(biāo)主題消息用于指示除衛(wèi)星自身以外，其余可見星、觀測星、融合星的衛(wèi)星坐標(biāo)，再結(jié)合第三通信周期內(nèi)發(fā)現(xiàn)主題消息所指示的監(jiān)測目標(biāo)坐標(biāo)，確定衛(wèi)星自身以及其余可見星、觀測星、融合星第三通信周期內(nèi)的觀測角，進(jìn)而確定衛(wèi)星是否滿足第一預(yù)設(shè)觀測條件和第二預(yù)設(shè)觀測條件。

24、結(jié)合第二方面，在第二方面的某些實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)衛(wèi)星判斷自身無法觀測到監(jiān)測目標(biāo)，衛(wèi)星直接切換采用第一通信模式通信。

25、第三方面，提供了一種衛(wèi)星，所述衛(wèi)星包括存儲器，用于存儲計(jì)算機(jī)程序，處理器，用于執(zhí)行如上述第一方面、第二方面中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法。

26、第四方面，提供了一種基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同通信系統(tǒng)，所述多星協(xié)同通信系統(tǒng)包括若干衛(wèi)星，任一衛(wèi)星用于執(zhí)行如上述第一方面、第二方面中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法。

27、第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上述第一方面、第二方面中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法

28、第六方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令在被執(zhí)行時使設(shè)備實(shí)現(xiàn)如上述第一方面、第二方面中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法。

29、第七方面，提供了一種芯片，被配置為執(zhí)行如上述第一方面、第二方面中的任意一種實(shí)現(xiàn)方式中所述的基于發(fā)布訂閱機(jī)制的多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤方法。

30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)提供的方案至少包括以下有益技術(shù)效果：

31、(1)采用發(fā)布訂閱模型實(shí)現(xiàn)多星協(xié)同目標(biāo)跟蹤，相比傳統(tǒng)通過以太網(wǎng)廣播跟蹤目標(biāo)的方式，有效降低了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，避免廣播風(fēng)暴的出現(xiàn)；

32、(2)采用“發(fā)現(xiàn)主題”和“目標(biāo)主題”相結(jié)合的方式，確保星座內(nèi)衛(wèi)星均可收監(jiān)測目標(biāo)信息，解決多星協(xié)同問題；

33、(3)采用角色分類的目標(biāo)信息處理與跟蹤方法，保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)氖亲罹珳?zhǔn)的監(jiān)測目標(biāo)信息，使得多星、多目標(biāo)的跟蹤成為可能。