本发明属于卫星通信，具体涉及一种天基网络任务分流并发传输方法。
背景技术：
1、随着技术的发展以及卫星发射成本的降低，包含多类低轨卫星的超大规模天基网络正在逐步形成。然而由于低轨卫星运动速度快，单颗卫星对地覆盖范围有限，与地面站的可见时间短，低轨观测卫星收集到的大量数据难以实时卸载到地面，造成地面管理中心的决策滞后。
2、因此，有必要设计一种合理的调度策略，使得观测卫星收集到的数据在密集的低轨卫星网络中可以及时的卸载到地面站，降低任务调度的时延。除了对地观测卫星外，密集的天基网络中绝大部分低轨卫星能够提供星间以及星地的通信功能，属于通信卫星。传统的观测卫星在可见地面站时，才能够将观测的数据卸载到地面，忽略了密集天基网络中卫星的协同潜力。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种天基网络任务分流并发传输方法，能够实时依据网络的动态拓扑与资源能力设计任务调度分流比例，实现最小化观测任务数据调度的时延。
2、本发明采取的技术方案具体如下：
3、网络共分为两部分，低地球轨道(leo)段以及地面段。
4、观测卫星和通信卫星处于leo段，地面站以及数据处理中心以及地面观测区域位于地面段。由于低轨卫星的运行速度快，单颗卫星的过顶时间短，当卫星不在地面站上空时难以将数据实时回传，因此，本发明考虑将观测卫星收集到的数据同时借助多条星间链路经过不同的通信卫星中继，将任务卸载到地面站。
5、一种天基网络任务分流并发传输方法，所述传输方法包括以下步骤：
6、s1：将观测的时间范围t划分t个等间隔连续的时隙段{δ1,δ2,...δt}；
7、处于低地球轨道段的观测卫星osi在时隙t收集到任务集合为且对应的每个任务的任务量可以表示为当取每个时隙段δt内，星座的拓扑结构在一个时隙下的可见关系是准静态的。
8、s2：采用卫星仿真软件获取卫星星座的拓扑关系；
9、获取卫星星座的拓扑关系需在时隙t下进行，并记作topot，同时包含这一时隙t下的卫星的可见性矩阵以及可见卫星之间的距离矩阵。
10、s3：观测卫星在时隙t可见的地面站个数为
11、若下行容量满足则表示该时刻下观测卫星收集到的数据可以全部直接传输给地面站；若不满足容量需求，则观测卫星需要借助密集的通信卫星网络将观测任务通过星间链路中继给地面站。
12、s4：观测卫星在时隙t时可见的通信卫星的数量表示为
13、根据拓扑关系topot分析，时隙下t由观测卫星经过个通信卫星可以到达|gs|个地面站的可选择的路径集合s。
14、其中，网络中全部的地面站的个数记为|gs|；
15、s5：将观测卫星osi中的每个任务选取路径向地面站传输；
16、观测卫星osi在集合s中选择k条传输路径同时传输任务且每条路径传输的任务为原任务的子任务；
17、每个路径传输的原始任务比例集合为{ρ1,ρ2,...ρk}且有ρ1+ρ2+...+ρk＝1，每个路径传输的任务量为由于不同的链路所经过的卫星的个数以及总的路径长度不定，不同路径需要传输不同的任务量。
18、s6：观测卫星osi任务传输路径的时延分为传输时延以及传播时延为了最小化原始任务到达地面站的时间，且需满足
19、传输时延与卫星的星间链路速率、星地下行链路速率，经过的路径k以及该路径下传输的任务量有关；
20、传播时延与获取的拓扑关系topot中星间星地的距离以及经过的路径k有关。
21、所述传输时延表示为：
22、
23、其中，ros表示卫星os的星间链路速率，表示选择的路径p上经过的l个通信卫星的链路速率；
24、所述传播时延表示为：
25、
26、其中，c表示光在自由空间中的传输速率，分别表示时隙t下的观测为习惯与路径k上的第一个通信卫星的距离。
27、s7：获得最终每个路径传输的子任务比例。
28、本发明取得的技术效果为：
29、本发明的一种天基网络任务分流并发传输方法建立了观测卫星与通信卫星联合组网的架构，并引入通信卫星网络辅助观测卫星任务传输的机制；同时在密集低轨卫星的网络背景下，充分考虑网络的拓扑关系，利用数量多且累计对地可见时间长的通信卫星来辅助对地可见时间短的观测卫星，实现大量的观测卫星的任务实时回传到地面站。
30、本发明的一种天基网络任务分流并发传输方法根据构建的网络拓扑关系，设计了以最小端到端时延为导向的分流并发的任务传输机制，分析计算原始任务的分配比例对应到不同的传输路径以满足最小的端到端时延，包括传输时延与传播时延。让通信卫星辅助观测卫星进行海量数据的回传，极大的提高天基网络任务调度的灵活性，且实现了对密集通信卫星资源的充分利用。
1.一种天基网络任务分流并发传输方法，所述网络分为低地球轨道段和地面段两部分，其特征在于：所述传输方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述s1中，处于低地球轨道段的观测卫星osi在时隙t收集到任务集合为且对应的每个任务的任务量可以表示为当取每个时隙段δt内，星座的拓扑结构在一个时隙下的可见关系是准静态的。
3.根据权利要求1所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述s2中，获取卫星星座的拓扑关系需在时隙t下进行，并记作topot，同时包含这一时隙t下的卫星的可见性矩阵以及可见卫星之间的距离矩阵。
4.根据权利要求1所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述s3中，若下行容量满足则表示该时刻下观测卫星收集到的数据可以全部直接传输给地面站；若不满足容量需求，则观测卫星需要借助密集的通信卫星网络将观测任务通过星间链路中继给地面站。
5.根据权利要求1所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述s4中，根据拓扑关系topot分析，时隙下t由观测卫星经过个通信卫星可以到达|gs|个地面站的可选择的路径集合s。
6.根据权利要求1所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述s5中，观测卫星osi在集合s中选择k条传输路径同时传输任务且每条路径传输的任务为原任务的子任务；
7.根据权利要求1所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述s6中，传输时延与卫星的星间链路速率、星地下行链路速率，经过的路径k以及该路径下传输的任务量有关；
8.根据权利要求7所述的一种天基网络任务分流并发传输方法，其特征在于：所述传输时延表示为：
