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龙图腾网获悉北京航空航天大学申请的专利一种面向卫星云计算互联网平台卫星分组管理系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119519807B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411469475.5，技术领域涉及：H04B7/185；该发明授权一种面向卫星云计算互联网平台卫星分组管理系统是由张瑛;沃天宇;周博文;扶星辰;冯笑设计研发完成，并于2024-10-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种面向卫星云计算互联网平台卫星分组管理系统在说明书摘要公布了：本公开提供一种面向卫星云计算互联网平台卫星分组管理系统。包括三个模块：分组管理模块、任务调度模块和低延迟服务迁移管理模块，三个模块均运行在k3s的管理节点k3smaster上；功能架构上，所述客户端skclient通过远程过程调用框架gRPC访问系统提供的API，用于向管理节点k3smaster中的任务调度模块和低延迟服务迁移管理模块提交任务，向分组管理模块增删peer关系；API向工作节点卫星上的skagent提交任务或服务，用户的访问通过到达工作节点上运行的skagent后，工作节点上运行的skagent将用户请求转发至k3s的管理节点k3smaster的相应模块内；各个工作节点上运行的skagent还与卫星分布式文件系统通信连接。解决了资源调度系统适应地理分布广泛且具备高动态时变特征的卫星网络的问题。

本发明授权一种面向卫星云计算互联网平台卫星分组管理系统在权利要求书中公布了：1.一种面向卫星云计算互联网平台卫星分组管理系统，其特征在于，包括三个模块：分组管理模块、任务调度模块和低延迟服务迁移管理模块，三个模块均运行在k3s的管理节点k3smaster上；系统中还包括为各模块提供卫星信息的星历计算模块、运行在客户终端上的客户端skclient和运行在工作节点卫星上的skagent； 功能架构上，所述客户端skclient通过远程过程调用框架gRPC访问系统提供的API，用于向管理节点k3smaster中的任务调度模块和低延迟服务迁移管理模块提交任务，向分组管理模块增删peer关系； 所述API可以为向工作节点卫星上的skagent提交任务或服务，用户的访问通过到达工作节点上运行的skagent后，工作节点上运行的skagent将用户请求转发至k3s的管理节点k3smaster的相应模块内；各个工作节点上运行的skagent还与卫星分布式文件系统通信连接； 各个模块的功能方面，具体而言： 所述分组管理模块在内部构建延迟约束卫星分组管理机制，并设计了适用于卫星系统的基于地理信息的分组间负载均衡策略，构建分组管理接口设计、邻接分组注册机制和邻接分组状态管理机制，管理邻接分组关系，收集相邻分组的资源状态；所述任务调度模块负责监听用户提交的任务，通过任务接口设计、资源池管理、任务调度实现三种机制设计，根据调度策略为任务分配计算资源或调度至其他分组，同时该模块还负责资源池的管理；所述低延迟服务迁移管理模块构建卫星网络低延迟服务迁移机制，并通过接口设计、入伍预热机制、跨分组服务迁移机制的设计，负责根据用户位置计算最优迁移路径，并管理服务在组内和组间迁移状态； 系统中还包括卫星云计算资源的调度策略仿真器，由任务生成模块、星历管理模块、仿真模块、调度器模块与数据处理模块组成； 所述任务生成模块负责根据用户提供的任务生成配置，生成一段时间内的任务负载，并映射到相应的卫星；所述星历管理模块负责提供卫星相关信息，包括与地面位置的通信区间、可见卫星，运行在k3s管理节点上，负责提供调度算法需要的用户通信区间信息，同时维护所在分组当前的卫星位置信息；所述仿真模块由仿真过程控制器以及多个卫星分组对象组成，所述仿真过程控制器驱动整体仿真过程的进行，卫星分组对象主要负责模拟分组状态，包括分组内任务、邻接分组以及分组内卫星的状态；所述调度器模块实现各类调度策略，卫星集群进程通过调用调度器模块提供的接口完成任务调度的模拟，使用Python实现，其中涉及卫星轨道和运动仿真的部分采用python-skyfield库实现；所述数据处理模块负责收集仿真过程中产生的任务运行数据，并在仿真完成后分析数据，帮助用户检验调度策略的实际效果； 所述延迟约束卫星分组管理机制的具体实现方式为： 首先对低轨卫星星座中卫星间的通信延迟建模：针对每颗卫星仅与同轨道前后两颗卫星及相邻轨道同一位置的两颗卫星通信的情况，相邻卫星之间的通信延迟可以分为两种：同轨道通信延迟与相邻轨道通信延迟，非相邻卫星的通信延迟均可以由上述两种延迟通过线性组合得到； 给定个轨道面，每个轨道面上颗卫星，卫星网络抽象为一个的网格，为自然数，且网格上下和左右两边的点直接相连，对于相同轨道面的卫星，由于其前后位置固定不变，则相邻两个卫星的距离为： ; 其中为地球半径，为轨道高度，由于相邻轨道卫星的距离随着轨道周期周期性变化，在给定的时间内，相邻轨道两个卫星的距离为： ; 其中为卫星的轨道倾角，为0时假设卫星在赤道平面，此时两个卫星的距离最远；通过对上式积分求平均，可以得到相邻轨道卫星的平均距离： ; 其中是第二类椭圆曲线积分，将上述的距离除以真空中光速，即可得到相邻卫星的通信延迟和，由于星座拓扑形如二维网格，可用网格上的坐标指代星座内的卫星，则易知任意两颗卫星和的通信延迟为两坐标之间的最短跳数乘以延迟： ; 其中%为取模运算，abs为绝对值运算；之后构建延迟约束卫星分组方法：给定延迟约束，对于任意一个卫星，其与同分组内其他卫星的通信的延迟必须在约束范围内，即，在满足上述约束的条件下，分组数量需尽可能少，以提高卫星整体资源利用效率； 在网格中找到一组点，使得图中任意一点与中恰好某一个点的距离小于等于，通过添加虚拟节点的方式将距离归一化，运行跳放置算法后再等比缩放节点，产生的结果满足每个节点到支配集节点的距离小于等于，其中为缩放取整过程中产生的误差，支配集中节点数量即为分组的数量，最后，通过遍历所有剩余节点，将每个节点归入距离其最近的支配节点所属分组即可； 之后构建分组计算资源均衡策略：首先，在遍历每个节点的过程中，暂时忽略可以加入多个集群或无法加入任何集群的节点；之后通过回溯法为未分组的节点分配集群，从而找到当前分组情况下的最优解；其次，由于Torus网格是一种环状的拓扑，将确定的支配节点进一步在整体网格上平移，并针对每种情况单独计算分组，由于最多仅有中情况，直接通过穷举获得全局最优解。

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