CN115632700A - 一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法及系统，主要包括：一、建立空中基站并与北斗导航系统通过RDSS测量算法结合RDSS定位算法构建初始空中基站无线网络拓扑；二、通过北斗三号短报文通信数据分析及文本消歧模型，获得空中基站卫星之间的关联关系，更新初始空中基站无线网络拓扑；三、对空中基站卫星之间可能的空中障碍物，预测卫星与空中障碍物之间的碰撞概率，并将概率值更新初始空中基站无线网络拓扑，完成空中基站拓扑绘制流程。本发明把空中基站等作为中继点，利用北斗RDSS定位技术，为空中卫星网络覆盖拓扑绘制提供了助力，为空中基站和拓扑提供实时的可视化监测。

Description

一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法及系统

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法及系统。

背景技术

在未来的5G/6G网络中，卫星通信将成为在海洋和偏远地区扩展覆盖范围的有效技术手段，高质量的卫星通信系统不仅将成为陆地移动通信系统的有力补充，还将成为未来空天地海一体化通信中的重要组成部分。面对未来5G/6G对网络和业务的极高需求和挑战，卫星通信将在空中基站网络及拓扑绘制方向展开进一步的研究。

现有5G技术很难达到在空中基站无线网络搭建及卫星间实时组网信息交互及卫星之间应用逻辑拓扑的相结合测绘的要求，从而造成空中基站网络卫星节点之间以及网络卫星节点与地面基站群之间的网络延迟，无法实时了解相关监测指标的综合拓扑情况。传统的地球同步轨道(Geostationary Earth Orbit，GEO)卫星虽然可以很好地向本地服务器广播公共和流行内容(如媒体内容、安全消息、联网汽车软件更新导)，但无法满足时延敏感应用的要求。相对而言，低轨(Low Earth Orbit，LEO)卫星在广覆盖和传播时延/路损方面可以取得更好的平衡。随着LEO卫星天线技术的发展，不久的将来用户的设备将直接接入6G非地面网络。为了直观反映空中基站卫星商业服务的执行情况的特点，需要将北斗导航RDSS短报文通讯结合空中基站日志信息，以保证空中组网全景拓扑绘制的完整性。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法及系统。本发明把空中基站等作为中继点，利用北斗RDSS定位技术，为空中卫星网络覆盖拓扑绘制提供助力。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立空中基站，对空中基站中的每一个卫星安装北斗信号接收器，接收北斗三号的短报文数据，并结合RDSS测量算法和RDSS定位算法，构建初始的空中基站无线网络拓扑，将网络拓扑的每个北斗信号接收器与卫星的关系映射成拓扑标识；

步骤2：通过分析北斗三号的短报文数据并结合文本消歧模型，对报文关键字和词进行分析和甄别，从而获得空中基站卫星之间的关联关系，将最新的关联关系更新到拓扑标识；

步骤3：根据空中基站卫星之间可能的空中障碍物，构建碰撞模型，同时结合RDSS短报文数据以及空中基站的北斗日志数据，预测卫星与空中障碍物之间的碰撞概率，将包含碰撞概率的数据更新到拓扑标识，以拓扑标识为依据，进行空中基站的拓扑绘制。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

进一步地，所述空中基站中包括GEO卫星、LEO卫星、VLEO卫星、UAV和HAPS。

进一步地，所述空中基站中，通过预警卫星接收北斗三号的短报文数据用于预警，通过测绘卫星接收北斗三号的短报文数据用于构建空中基站各卫星的坐标位置，所述预警卫星和测绘卫星属于VLEO卫星或HAPS。

进一步地，所述RDSS测量算法具体如下：

式中，ρ₁为由地面主控站测量控制中心发出的出站信号经卫星S1转发至用户机，用户机接收到该信号并发射应答信号经卫星S1转发，回到地面主控站测量控制中心的总距离；ρ₂为由地面主控站测量控制中心发出的出站信号经卫星S1转发至用户机，用户机接收到该信号并发射应答信号经卫星S2转发，回到地面主控站测量控制中心的总距离；t₁为卫星S1接收地面主控站测量控制中心询间信号并转发信号的时刻；t₂为用户机接收卫星S1的询问信号时刻；t₃为卫星S1转发用户应答信号时刻；t₄为卫星S2转发用户应答信号时刻；

为卫星S1出站转发器的设备时延；

为卫星S1入站转发器的设备时延；

为卫星S2的入站转发器的设备时延；δt_u(t₂)为用户机转发信号的时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S1出站链路设备时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S1入站链路设备时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S2入站链路设备时延；c为光速；

为卫星S1至地面主控站测量控制中心的距离；

为卫星S1至用户的距离；

为由用户机返回卫星S1的距离；

为用户返回卫星S2的距离；

为用户返回地面主控站测量控制中心时，卫星S2至地面主控站测量控制中心的距离；ε为各种因素造成的测量误差。

进一步地，所述RDSS定位算法采用三球交会的几何原理来实现定位。

进一步地，所述步骤1中，拓扑标识包括北斗信号接收器ID和卫星IP。

进一步地，所述步骤2中，拓扑标识自动保留上一次关联的卫星IP，并将最新关联更新的卫星IP置前，拓扑标识包括北斗信号接收器ID、卫星IP和曾经的卫星IP。

进一步地，所述步骤3中，构建碰撞模型的过程如下：

将空中障碍物作为覆盖区域的中心，中心坐标为(x₀，y₀)，区域半径为r，在时间区域Δt求导获得标准离散系数值β；同时，基于卫星数据集的定位坐标集G_t和对应坐标点的时间点集合T，结合优化无线定位算法，获得对应卫星的平均离散系数值Z；

在当前区域半径和运动时间范围内，将平均离散系数值β和标准离散系数值Z进行对比，若Z大于β，说明此卫星与该区域范围无交集；反之，若Z小于等于β，则二者差值K＝β-Z越大，说明此空中基站卫星在该区域范围交集越频繁。

进一步地，所述平均离散系数值Z的计算过程如下：

定位坐标集G_t中坐标为(x_t，y_t)，坐标对应时间点为t，结合优化无线定位算法计算离散平均值s为：

式中，n为卫星定位点集合数；

将定位坐标集G_t和对应坐标点的时间点集合T进行矩阵运算得到向量参数值

由离散平均值s与向量参数值

相乘得到平均离散系数值Z：

由此获得的卫星的平均离散系数值Z，与该区域范围内的标准离散系数值β进行比对，所述标准离散系数值β见下式：

本发明还提出了一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制系统，其特征在于，包括：

空中基站，所述空中基站中的每一个卫星都安装有北斗信号接收器，空中基站通过测绘卫星接收北斗三号的短报文数据，并结合RDSS测量算法和RDSS定位算法，构建初始的空中基站无线网络拓扑，将网络拓扑的每个北斗信号接收器与卫星的关系映射成拓扑标识；所述空中基站以拓扑标识为依据，进行空中基站的拓扑绘制；

地面主控站测量控制中心，所述地面主控站测量控制中心通过分析北斗三号的短报文数据并结合文本消歧模型，对报文关键字和词进行分析和甄别，从而获得空中基站卫星之间的关联关系，将最新的关联关系更新到拓扑标识；所述地面主控站测量控制中心还根据空中基站卫星之间可能的空中障碍物，构建碰撞模型，同时结合RDSS短报文通信数据以及空中基站的北斗日志数据，预测卫星与空中障碍物之间的碰撞概率，将包含碰撞概率的数据更新到拓扑标识。

本发明的有益效果是：本发明首先对空中基站的每一个卫星安装北斗信号接收器，并通过测绘卫星接收北斗三号的RDSS测量算法结合RDSS定位算法构建初始空中基站无线网络拓扑，将网络拓扑的每个卫星北斗导航接收器与卫星的关系映射成拓扑标识。其次，通过北斗三号短报文数据分析及文本消歧模型，对报文关键字和词进行分析和甄别，从而精确获得空中基站卫星之间关联关系，将最新关联关系更新到拓扑标识。然后，对空中基站卫星之间可能的空中障碍物构建碰撞模型，同时结合RDSS短报文通信数据以及地面MCC存储的空中基站的北斗日志数据分析，预测卫星之间或空中障碍物碰撞概率，将包含碰撞概率的数据更新到拓扑标识，拓扑绘制以拓扑标识为依据。通过上述创新性的技术改进，本发明能够为空中基站和拓扑提供实时的可视化监测，完成空中基站拓扑绘制流程，并且在拓扑绘制过程中，有效利用了北斗导航数据，并充分考虑了卫星之间的关联关系以及卫星和障碍物之间的碰撞概率，最终得到的拓扑更加精确，能够满足6G网络下的卫星通信的高需求。

附图说明

图1是本发明提出的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法的整体框架图。

图2是双星定位系统信号传播及测量示意图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，在一实施例中提出了一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，主要包括以下步骤：

步骤一、空中基站建立并对每一个卫星安装北斗信号接收器，然后通过预警卫星接收北斗导航数据进行预警，同时，通过测绘卫星接收北斗三号的RDSS测量算法结合RDSS定位算法构建初始空中基站无线网络拓扑。最后将网络拓扑的每个卫星北斗导航接收器与卫星的关系映射成拓扑标识。

拓扑格式：北斗信号接收器ID###卫星IP

S1、空中基站

在6G空中场景中，非地面通讯基础设施主要由UAV、HAPS、VLEO等常用设施组成。非地面基础设施与地面用户终端之间通过无线信号进行连接，其无线通讯相关日志数据存储在空中基础设施上。如表1所示，空中基站具体包括：

UAV：无人驾驶飞机

HAPS：高空平台(HAPS：High Altitude Platform Station)通信系统将无线基站安放在长时间停留在高空的飞行器上来提供电信业务，被认为是一种2010年以后有良好潜在应用价值的宽带无线接入手段。若其高度在20km，则可以实现地面覆盖半径约500km的通信区。

VLEO、GEO、LEO卫星

其中，VLEO卫星或HAPS中包括预警卫星和测绘卫星：

预警卫星：接收北斗导航数据进行预警。

测绘卫星：通过北斗三号卫星的短报文数据分析构建空中基站各卫星坐标位置。

表1空中基站各层卫星的主要特征、时延及坐标

S2、通过双星定位+RDSS测量公式组成用户定位方程

目前，国际上四大卫星导航系统GPS、GLONASS、Galileo和北斗卫星导航系统的定位原理都是相同的，均是采用三球交会的几何原理来实现定位。具体流程如下：

(1)用户测量出自身到三颗卫星的距离；

(2)卫星的位置精确已知，通过电文播发给用户；

(3)以卫星为球心，距离为半径画球面；

(4)三个球面相交得两个点，根据地理常识排除一个不合理点即得用户位置。

图2所示是双星定位系统信号传播及测量示意图。地面主控站测量控制中心通过GEO卫星S1，发射用于询问的标准时间信号，当用户在t_z时刻接收到该信号时，发射应答信号，经两颗GEO卫星S1、S2分别回到地面主控站测量控制中心，由地面主控站测量控制中心分别测量出由卫星S1、S2返回的信号时间延迟量。由于卫星S1、S2在各时刻的位置已知，在数据处理过程中，考虑上述信号传输过程中卫星S1、S2的相对运动及地面主控站测量控制中心、卫星S1、S2转发器的传输延迟，用户机的传输延迟和电离层、对流层的影响，从而可获得用户至两颗卫星之间的距离量，构成RDSS测量公式：

参数一、双星定位卫星S1公式：

参数二、双星定位卫星S2公式：

式中，ρ₁为由地面主控站测量控制中心发出的出站信号经卫星S1转发至用户机，用户机接收到该信号并发射应答信号经卫星S1转发，回到地面主控站测量控制中心的总距离；ρ₂为由地面主控站测量控制中心发出的出站信号经卫星S1转发至用户机，用户机接收到该信号并发射应答信号经卫星S2转发，回到地面主控站测量控制中心的总距离；t₁为卫星S1接收地面主控站测量控制中心询问信号并转发信号的时刻；t₂为用户机接收卫星S1的询问信号时刻；t₃为卫星S1转发用户应答信号时刻；t₄为卫星S2转发用户应答信号时刻；

为卫星S1出站转发器的设备时延；

为卫星S1入站转发器的设备时延；

为卫星S2的入站转发器的设备时延；δt_u(t₂)为用户机转发信号的时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S1出站链路设备时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S1入站链路设备时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S2入站链路设备时延；c为光速；

为卫星S1至地面主控站测量控制中心的距离；

为卫星S1至用户的距离；

为由用户机返回卫星S1的距离；

为用户返回卫星S2的距离；

为用户返回地面主控站测量控制中心时，卫星S2至地面主控站测量控制中心的距离；ε为各种因素造成的测量误差。

参数三、RDSS定位算法卫星三公式：

RDSS定位算法采用三球交会的几何原理来实现定位，用户机到坐标原点(地心)距离的公式为：

S₃＝r+ h cosθ

式中，r为用户机在参考椭球面上的投影到坐标原点的距离，h为用户机所在点的大地高，θ为用户机所在点的矢径与参考椭球法线的夹角；S3是第三颗卫星。

结合RDSS测量公式：

步骤二、通过北斗三号短报文通信数据分析及文本消歧模型，对报文关键字和词从语义和语境进行分析和甄别，从而精确获得空中基站卫星之间关联关系，将最新关联关系更新到拓扑标识。拓扑标识自动保留上一次关联卫星IP，并将最新关联更新IP置前。

最新拓扑格式：北斗信号接收器ID###卫星IP，曾经卫星IP

短报文通信是RDSS业务的一大特色，可以实现用户机与用户机、用户机与地面中心站MCC(地面主控中心)之间的短消息通信服务，单次通信容量最多为cGEO卫星。

对北斗三号的短报文通信服务进行了升级拓展，区域通信能力达到每次14000比特(1000汉字)，既能传输文字，还可传输语音和图片，并支持每次560比特(40个汉字)的全球通信能力，这就为绘制空中基站无线网络拓扑提供了更加精确的可能。

首先，提取本次空中基站卫星之间的文字信息，或语音转成文字信息。

其次，将提取的关键字或词为条件获取地面北斗MCC存储的历史数据结合文本消歧模型进行分析，得到本次关键字或词映射的卫星之间的关联关系。同时将最新关联关系更新到拓扑标识。

文本消歧模型公式：X(k+1)＝X(k)×P

公式中：X(k)表示趋势分析与预测对象在t＝k时刻的状态向量，P表示一步转移概率矩阵，X(k+1)表示趋势分析与预测对象在t＝k+1时刻的状态向量。

历史场景中关键词匹配度初始概率【0.3 0.7】

本次场景中关键词匹配度由不匹配变匹配的转移概率【0.6、0.4】

本次场景中关键词匹配度由匹配变不匹配的转移概率【0.3 0.7】

模型运算过程及结果：

S1：本次场景中关键词匹配度由不匹配变匹配转移概率0.3x0.6+0.3x0.7＝0.39

S2：本次场景中关键词匹配度由匹配变不匹配转移概率0.3x0.4+0.7x0.7＝0.61

S3：下次场景中关键词匹配概率【0.39 0.61】

基于马尔科夫链算法的预测主要优点在于根据时刻t得到t+1时刻的预测值，且随着训练次数增多最终会变成平稳分别情况，也就是关键字或词随着预测次数增加，会被固定为某个特定标签，除非发生异常该关键字或词将一直代表一种含义，这就符合了作为内生AI的客观条件。

步骤三、对空中基站卫星之间可能的空中障碍物预测碰撞概率，根据北斗导航卫星给出的空中障碍物作为覆盖区域的中心坐标(x₀，y₀)、区域半径为r，在时间区域Δt求导获得标准离散系数值，即区域系数值β；同时将某空中基站卫星对应定位数据集合中，坐标向量集合坐标(x_t，y_t)、坐标对应时间点t等参数因子结合优化算法推算出对应的平均离散系数值Z。在当前某区域半径、运动时间范围内，将Z和β进行对比，若Z大于该区域系数值β，说明此卫星与该区域范围无交集；反之，若Z小于等于该区域系数值β，则比对二者相差值K，如果K越大，说明此空中基站卫星在该区域范围交集更频繁。

结合优化无线定位算法函数，将卫星数据集的定位坐标集G_t、对应坐标点的时间点集合T，进行算法推算获得对应IP卫星的平均离散系数值Z，离散平均值公式如下：

将卫星定位点与中心定位点(x₀，y₀)，取离散平均值s，用于获取当前卫星平均离散系数值的演算，t为卫星每个定位时间点与区域中心定位初始时间点的时间差值，n为卫星定位点集合数。

定位坐标集：

坐标对应时间点集：

将G_t和T展开式矩阵运算得到向量参数值

由上面获得的离散平均值s与向量参数值

直接相乘便可得到平均离散系数值Z：

由此获得的卫星平均离散系数值，与该区域范围内的标准离散系数值，即区域系数值β进行比对以此分析获得结果。标准离散系数值：

获取该区域内的标准离散系数值，与对应IP卫星平均离散系数值进行比对，若Z大于β，则此卫星定位与该区域范围无交集，若Z小于等于β，则在下一步分析二者相差值K＝βZ，若K越大，即Z相对β更小，说明卫星距离空中障碍物中心区域更近，交集更频繁。

在另一实施例中，本发明还提出了与上一实施例中的北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法相对应的拓扑绘制系统，包括：

空中基站，空中基站中的每一个卫星都安装有北斗信号接收器，空中基站通过测绘卫星接收北斗三号的短报文数据，并结合RDSS测量算法和RDSS定位算法，构建初始的空中基站无线网络拓扑，将网络拓扑的每个北斗信号接收器与卫星的关系映射成拓扑标识；空中基站以拓扑标识为依据，进行空中基站的拓扑绘制；

地面主控站测量控制中心，地面主控站测量控制中心通过分析北斗三号的短报文数据并结合文本消歧模型，对报文关键字和词进行分析和甄别，从而获得空中基站卫星之间的关联关系，将最新的关联关系更新到拓扑标识；地面主控站测量控制中心还根据空中基站卫星之间可能的空中障碍物，构建碰撞模型，同时结合RI)SS短报文通信数据以及空中基站的北斗日志数据，预测卫星与空中障碍物之间的碰撞概率，将包含碰撞概率的数据更新到拓扑标识。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：建立空中基站，对空中基站中的每一个卫星安装北斗信号接收器，接收北斗三号的短报文数据，并结合RI)SS测量算法和RDSS定位算法，构建初始的空中基站无线网络拓扑，将网络拓扑的每个北斗信号接收器与卫星的关系映射成拓扑标识；

步骤2：通过分析北斗三号的短报文数据并结合文本消歧模型，对报文关键字和词进行分析和甄别，从而获得空中基站卫星之间的关联关系，将最新的关联关系更新到拓扑标识；

步骤3：根据空中基站卫星之间可能的空中障碍物，构建碰撞模型，同时结合RDSS短报文数据以及空中基站的北斗日志数据，预测卫星与空中障碍物之间的碰撞概率，将包含碰撞概率的数据更新到拓扑标识，以拓扑标识为依据，进行空中基站的拓扑绘制。

2.如权利要求1所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述空中基站中包括GEO卫星、LEO卫星、VLEO卫星、UAV和HAPS。

3.如权利要求2所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述空中基站中，通过预警卫星接收北斗三号的短报文数据用于预警，通过测绘卫星接收北斗三号的短报文数据用于构建空中基站各卫星的坐标位置，所述预警卫星和测绘卫星属于VLEO卫星或HAPS。

4.如权利要求1所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述RDSS测量算法具体如下：

式中，ρ₁为由地面主控站测量控制中心发出的出站信号经卫星S1转发至用户机，用户机接收到该信号并发射应答信号经卫星S1转发，回到地面主控站测量控制中心的总距离；ρ₂为由地面主控站测量控制中心发出的出站信号经卫星S1转发至用户机，用户机接收到该信号并发射应答信号经卫星S2转发，回到地面主控站测量控制中心的总距离；t₁为卫星S1接收地面主控站测量控制中心询问信号并转发信号的时刻；t₂为用户机接收卫星S1的询问信号时刻；t₃为卫星S1转发用户应答信号时刻；t₄为卫星S2转发用户应答信号时刻；

为卫星S1出站转发器的设备时延；

为卫星S1入站转发器的设备时延；

为卫星S2的入站转发器的设备时延；δt_u(t₂)为用户机转发信号的时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S1出站链路设备时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S1入站链路设备时延；

为地面主控站测量控制中心至卫星S2入站链路设备时延；c为光速；

为卫星S1至地面主控站测量控制中心的距离；

为卫星S1至用户的距离；

为由用户机返回卫星S1的距离；

为用户返回卫星S2的距离；

为用户返回地面主控站测量控制中心时，卫星S2至地面主控站测量控制中心的距离；ε为各种因素造成的测量误差。

5.如权利要求1所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述RDSS定位算法采用三球交会的几何原理来实现定位。

6.如权利要求1所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述步骤1中，拓扑标识包括北斗信号接收器ID和卫星IP。

7.如权利要求1所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述步骤2中，拓扑标识自动保留上一次关联的卫星IP，并将最新关联更新的卫星TP置前，拓扑标识包括北斗信号接收器ID、卫星IP和曾经的卫星IP。

8.如权利要求1所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述步骤3中，构建碰撞模型的过程如下：

将空中障碍物作为覆盖区域的中心，中心坐标为(x₀，y₀)，区域半径为r，在时间区域Δt求导获得标准离散系数值β；同时，基于卫星数据集的定位坐标集G_t和对应坐标点的时间点集合T，结合优化无线定位算法，获得对应卫星的平均离散系数值Z；

在当前区域半径和运动时间范围内，将平均离散系数值β和标准离散系数值Z进行对比，若Z大于β，说明此卫星与该区域范围无交集；反之，若Z小于等于β，则二者差值K＝β-Z越大，说明此空中基站卫星在该区域范围交集越频繁。

9.如权利要求8所述的一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制方法，其特征在于：所述平均离散系数值Z的计算过程如下：

定位坐标集G_t中坐标为(x_t，y_t)，坐标对应时间点为t，结合优化无线定位算法计算离散平均值s为：

式中，n为卫星定位点集合数；

将定位坐标集G_t和对应坐标点的时间点集合T进行矩阵运算得到向量参数值

由离散平均值s与向量参数值

相乘得到平均离散系数值Z：

由此获得的卫星的平均离散系数值Z，与该区域范围内的标准离散系数值β进行比对，所述标准离散系数值β见下式：

10.一种北斗导航结合空中基站的拓扑绘制系统，其特征在于，包括：

空中基站，所述空中基站中的每一个卫星都安装有北斗信号接收器，空中基站通过测绘卫星接收北斗三号的短报文数据，并结合RDSS测量算法和RDSS定位算法，构建初始的空中基站无线网络拓扑，将网络拓扑的每个北斗信号接收器与卫星的关系映射成拓扑标识；所述空中基站以拓扑标识为依据，进行空中基站的拓扑绘制；

地面主控站测量控制中心，所述地面主控站测量控制中心通过分析北斗三号的短报文数据并结合文本消歧模型，对报文关键字和词进行分析和甄别，从而获得空中基站卫星之间的关联关系，将最新的关联关系更新到拓扑标识；所述地面主控站测量控制中心还根据空中基站卫星之间可能的空中障碍物，构建碰撞模型，同时结合RDSS短报文通信数据以及空中基站的北斗日志数据，预测卫星与空中障碍物之间的碰撞概率，将包含碰撞概率的数据更新到拓扑标识。

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