孙刚，陈浩，彭双，杜春，李军

国防科技大学 电子科学学院，长沙 410073

人造卫星按预定轨道绕地球飞行，利用其空间优势在气象预报、环境监测、资源普查、通信导航以及军事侦察等领域发挥着重要作用[1-2]。卫星平台的正常工作离不开卫星地面站的支持，如对卫星的跟踪、测量、控制以及有效载荷数据的下传等，这些操作都需要卫星与地面站建立通信通道。卫星与地面站能否建立通信通道取决于二者之间的空间相对位置。对于某地面站，可根据卫星的轨道信息以及地面站的地理位置信息(经度、纬度、海拔)计算出指定时间段内的一系列可通信时间段，称为卫星相对于该地面站的可见时间窗口。可见时间窗口长度与卫星的轨道高度相关，通常低轨卫星与地面站的可见时间窗口长度会短于中高轨卫星的可见时间窗口。

随着各国航天事业的迅速发展，在轨卫星数量不断增长，但卫星地面站的建设相对滞后，这种发展上的不平衡导致了星地通信中地面站资源相对匮乏。一般而言，地面站中一套数据传输设备在某一时刻只能服务于一颗卫星。在多卫星、多地面站情况之下，多颗卫星与同一地面站的可见时间窗口可能发生重叠，形成多星进站冲突；同时，同一颗卫星也可能同时与多个地面站形成可见时间窗口。因此，需要从全局角度优化选择合适的地面站资源为卫星提供数据传输服务。

如图1所示，卫星SAT-1、SAT-2、SAT-3同时进入了地面站GS-1的数据传输范围，其与地面站GS-1的可见时间窗口重叠，发生多星进站冲突，地面站GS-1只能选择其中之一提供服务。……