本发明涉及一种卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法及装置，属于海上卫星通信。
背景技术：
1、卫星通信具有通信距离远，传输容量大，覆盖范围广等优点，是海上船舶实现远程通信的主要手段。船舶在执行航海任务时为保持通信畅通，需要波束的实时覆盖，为有效保障船舶卫星通信，并减少波束资源浪费，合理规划波束覆盖路径和调整方法具有重要的意义。
技术实现思路
1、本发明在于提供一种卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法及装置，根据需要覆盖的船舶航行路径对单移动波束进行移动方案规划，使多移动波束的移动次数为最小次数并且波束使用个数为最小个数，不仅能保障船舶航行中的正常卫星通信，还能减少波束资源浪费。
2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的。
3、第一方面，本发明提供一种卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，包括：
4、根据多移动波束夹角分别得到多移动波束覆盖范围；
5、根据船舶航行路径以及多移动波束覆盖范围得到船舶航行多移动波束伴随覆盖任务；
6、根据所述船舶航行多移动波束伴随覆盖任务获取其最大收益目标；
7、根据所述最大收益目标得到船舶航行多移动波束伴随覆盖规划方案。
8、可选地，所述多移动波束伴随覆盖任务的最大收益目标为最小化波束使用个数以及波束移动次数。
9、可选地，所述根据所述最大收益目标得到船舶航行多移动波束伴随覆盖规划方案，包括：
10、根据最小化波束移动次数的目标设计单移动波束移动方法；
11、根据单移动波束移动方法以及多移动波束覆盖范围，获取多移动波束更换方法；
12、根据最小化波束使用个数的目标以及所述多移动波束更换方法，获取多移动波束伴随覆盖规划方案。
13、可选地，所述根据最小化波束移动次数的目标设计单移动波束移动方法，包括：
14、根据最小化波束移动次数的目标，获取单波束在船舶航行路径上移动的波束起始中心点；
15、根据最小化波束移动次数的目标以及所述波束起始中心点，获取单波束在船舶航行路径上波束移动中心点。
16、可选地，所述根据最小化波束移动次数的目标，获取单波束在船舶航行路径上移动的波束起始中心点，包括：
17、将船舶航行路线中的起点，终点以及转折点作为顶点，并将起点作为第一个顶点，终点作为最后一个顶点；
18、判断波束中心点在第二个顶点时波束能否覆盖到第一个顶点：若不能覆盖，使用二分法求中点的方法在第二个顶点与第一个顶点之间找出能覆盖到第一个顶点的波束中心点，并将其作为波束起始中心点，若能覆盖，往后遍历下一个顶点并判断波束中心点在该顶点时波束能否覆盖前面的全部顶点；
19、当波束中心点位于某顶点并且波束能够覆盖该顶点之前的全部顶点时，遍历下一个顶点并重复以上判断方法直至获取覆盖最多顶点的波束起始中心点。
20、可选地，所述根据最小化波束移动次数的目标以及所述波束起始中心点，获取单波束在船舶航行路径上波束移动中心点，包括：
21、将遍历的顶点设为p，波束中心点设为w，其中，w包括波束起始中心点以及波束移动中心点；
22、遍历顶点p时，依次查找pw之间的中点以及中点与w点之间的中点，直至某个中点处于当前波束中心点w的覆盖范围内，将该中点设为m，在p点与m点之间找出距离m点最远的处于当前波束中心点w覆盖范围内的k点，在p点与k点之间找出能够覆盖到k点的最优的波束中心点n，直至遍历完最后一个顶点p。
23、可选地，所述根据单移动波束移动方法以及多移动波束覆盖范围，获取多移动波束更换方法，包括：
24、在波束最大覆盖范围内执行所述单移动波束移动方法，若某波束中心点遍历至某顶点并且该顶点处于该波束最大覆盖范围外，使用二分法求中点的方法在当前顶点与上一个顶点之间查找处于该波束最大覆盖范围内的点，若循环十次之内找出，在处于该波束最大覆盖范围内并且距离当前顶点最近的点处更换波束继续覆盖剩余路线，否则在当前顶点处更换波束继续试探直至找出能够覆盖到当前顶点及其上一个顶点的波束；
25、将更换后的波束中心点作为剩余路线上的波束起始中心点，并继续执行所述单移动波束移动方法，得到多移动波束伴随覆盖规划方法。
26、可选地，所述根据最小化波束使用个数的目标以及所述多移动波束更换方法，获取多移动波束伴随覆盖规划方案，包括：
27、若存在能够全覆盖路线的波束，判断该路线是否为多移动波束伴随覆盖任务的第一条路线，若是，选择移动次数最少的波束覆盖该条路线并根据多移动波束更换方法继续覆盖下一条路线，若不是，选择覆盖在前路线使用过的波束，和/或，选择移动次数最少的波束覆盖该条路线并根据多移动波束更换方法继续覆盖下一条路线；
28、若仅存在能够部分覆盖路线的波束，根据所述单移动波束移动方法选择覆盖路线的第一个波束，并将第一个波束在其最大覆盖范围内最后一次移动能覆盖到的k点作为新路线的第一个顶点，使用其余的波束并根据多移动波束更换方法对新路线继续进行覆盖，直至形成的新路线能够被波束全覆盖。
29、可选地，所述根据所述单移动波束移动方法选择覆盖路线的第一个波束，包括：
30、选择能够覆盖到路线上顶点个数最多的波束作为第一个波束，若存在覆盖顶点个数相同的波束，按照不同波束的k点坐标进行选择：若剩余路线向左延伸，选择经度最小k点所在的波束，若剩余路线向右延伸，选择经度最大k点所在的波束，若剩余路线向上延伸，选择纬度最大k点所在的波束，若剩余路线向下延伸，选择纬度最小k点所在的波束。
31、第二方面，本发明提供一种卫星通信多移动波束伴随覆盖规划装置，包括：
32、波束覆盖范围获取模块：用于根据多移动波束夹角得到多波束覆盖范围；
33、船舶航行多移动波束伴随覆盖任务获取模块：用于根据船舶航行路径以及多移动波束覆盖范围得到船舶航行多移动波束伴随覆盖任务；
34、最大收益目标获取模块：用于根据所述船舶航行多移动波束伴随覆盖任务获取其最大收益目标；
35、船舶航行多移动波束伴随覆盖规划方案获取模块：用于根据所述最大收益目标得到船舶航行多移动波束伴随覆盖规划方案。
36、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过船舶航行路径以及多移动波束的覆盖范围能够获取该航行路径下多移动波束的移动规划任务及其最大收益目标，再根据所述最大收益目标对该规划任务进行求解，可以获得最符合规划人心理预期的规划方案，本发明中将最小化波束移动次数以及最小化波束使用个数作为所述移动规划任务的最大收益目标，不仅可以保障正常有效的船舶卫星通信，还能减少波束资源浪费，通过多次二分法求中点的方法能够查找出位置合适并且符合最大收益目标的波束中心点，并且能够提高规划算法的效率。
1.一种卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述多移动波束伴随覆盖任务的最大收益目标为最小化波束使用个数以及波束移动次数。
3.根据权利要求2所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据所述最大收益目标得到船舶航行多移动波束伴随覆盖规划方案，包括：
4.根据权利要求3所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据最小化波束移动次数的目标设计单移动波束移动方法，包括：
5.根据权利要求4所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据最小化波束移动次数的目标，获取单波束在船舶航行路径上移动的波束起始中心点，包括：
6.根据权利要求5所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据最小化波束移动次数的目标以及所述波束起始中心点，获取单波束在船舶航行路径上波束移动中心点，包括：
7.根据权利要求6所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据单移动波束移动方法以及多移动波束覆盖范围，获取多移动波束更换方法，包括：
8.根据权利要求7所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据最小化波束使用个数的目标以及所述多移动波束更换方法，获取多移动波束伴随覆盖规划方案，包括：
9.根据权利要求8所述的卫星通信多移动波束伴随覆盖规划方法，其特征在于，所述根据所述单移动波束移动方法选择覆盖路线的第一个波束，包括：
10.一种卫星通信多移动波束伴随覆盖规划装置，其特征在于，包括：
