1.一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、采用网格点法中的等经纬度方法将低轨卫星星座需要覆盖的目标区域划分为面积相等的Ng个区域；

S2、确定星座的回归周期和轨道高度；

S3、使用遗传算法的全局搜索能力，设置算法的种群规模为200个以及迭代次数20代，得到一组Walker星座初始解；

S4、设置低轨卫星星座的服务质量参数的阈值，包括可靠性、有效性以及星座的完成性，其中，可靠性包括：误码率、信噪比、星座的抗毁性；有效性包括：星座对目标区域的覆盖率；星座完成性包括星座对用户的匹配度；

S5、结合星座STK仿真数据和对应的公式计算相应的服务质量值；

S6、判断计算的服务质量值是否满足设置的阈值，若是则根据星座计算目标函数值，若否，采用禁忌搜索算法更新优化的星座参数解向量，并继续回到S4步操作；

S7、判断是否满足最大的迭代次数，若是，则输入最优的优化目标值和对应的星座参数，若否，回到S4步；

所述步骤S5中各服务质量指标的具体计算方式如下：

(1)当给定低轨卫星网络的误码率的阈值BER0时，通过式(3)计算系统的信噪比；

erfc(·)分别表示互补误差函数，Eb/N0表示系统的信噪比；Eb表示平均比特能量，N0表示噪声功率谱密度；

(2)抗毁性是引用复杂网络的自然连通度来量化的，采用周期动态自然连通度来量化优化星座的抗毁性，如式(4)所示；

其中，AT(G)、 TSAT、NT、Ti、P(·)分别表示连接概率矩阵、周期动态的自然连通度、卫星回归周期、对卫星周期划为的时间片数、每个时间片的长度、求自然连通度，AT(G)中的元素表示在卫星网络中的动态拓扑周期内两个节点的保持连接的概率， 是AT(G)的第i个特征根，在一个回归周期内，星座的任意两节点的连接概率可以通过获取STK星间链路建链数据求出；

(3)在星座回归周期内，星座对目标区域的覆盖率CV是卫星星座对目标区域所有网格点的覆盖情况的加权统计，其具体的计算公式如式(5)所示；

其中Ng为地面网格点数，L为划分的时隙数，若t时刻，星座对网格点i覆盖，则yit＝1，否则yit＝0，以上计算通过传入星座参数并获取STK中星座对地面网格点的覆盖数据计算得出。

2.根据权利要求1所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述S1、采用网格点法中的等经纬度法将目标区域划分为面积相等的n个区域，具体包括：

1)根据目标区域选定所有网格点左下角的经纬度坐标；

2)选择网格点的基本单位并划分目标区域，基本单位即横向和纵向跨度。

3.根据权利要求1所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2确定星座的回归周期和轨道高度，具体包括：根据地球自转周期Te和需要的低轨卫星回归圈数n来确定卫星的回归周期TSAT，其公式表达如式(1)所示，Te表示地球的自转周期；利用得出的卫星周期可以通过式(2)计算出低轨卫星的高度h；

其中Re表示地球的半径，G表示重力常量，me表示地球的质量。

4.根据权利要求1所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述步骤S3利用遗传算法初始化一组较好的初始解集，遗传算法有交叉和变异操作，这使得种群规模产生的下一代表现型具有多样性；将此运用到星座设计中，可以产生一组较好的星座初始解；Walker星座的参数形成的解向量包括[NSAT NP i PSAT ASAT]，其分别表示单轨道卫星数、星座轨道平面数、轨道倾角、卫星天线的发射功率、卫星天线的等效面积。

5.根据权利要求1所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述步骤S4的设置服务质量阈值即设置信噪比、误码率、抗毁性、覆盖率、用户匹配度的阈值，具体符号表示为

6.根据权利要求5所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述步骤S5中(4)用户匹配度S定义为在时隙0,1,2，...,L‑1上，卫星资源对地面不同网格点区域的用户的容量需求的匹配程度，其值在0～1之间，用户匹配度越大，即为卫星星座对地面不同区域的用户需求越匹配，其计算步骤如下；

将信噪比带入式(6)计算单颗卫星下行速率R；

PSAT表示卫星的发射功率、GSAT表示卫星天线增益、Gr用户的天线增益、Lf表示路径损耗、LM表示链路余量、T表示系统的噪声温度以及K表示玻尔兹曼常数，天线的增益由式(7)计算；

其中ηSAT表示每个天线的效率，ASAT表示天线的等效面积，f表示系统的工作频率，c表示光速；

单颗卫星的容量，即可以服务的用户数，表示为式(8)；

R为单颗卫星下行数据速率，ηMAE为卫星天线的多址调制的效率，Ruser为用户的数据速率，根据ITU设定的T1服务标准其值为1.554Mbps；

由此，用户匹配度的由式(9)计算得出；

其中，Ng为地面划分的网格点数，STFtn为在第t个时隙对第n个网格点的容量匹配情况；

在任意时隙t(t＝0,1,2,....,L‑1)内，如果卫星星座对网格点N的容量提供大于等于该网格点的总的卫星通信人口数，STFtn＝1,反之，STFtn＝0，如式(10)所示；

D(n)表示地面网格点的卫星通信用户数，可以通过此网格点的人口数N(n)、通信用户的比例 以及卫星用户的比例 的乘积计算，即第n个网格点的卫星通信用户数为Ct(n)为t时隙内，网格点n中可见卫星数量提供的容量，根据单星容量和从STK获取的地面网格点可见卫星数计算。

7.根据权利要求1所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述步骤S6目标函数值的计算方式如下：定义t时隙内，卫星星座对网格点n提供服务的卫星集合为St＝{m|θnm≥θmin}，θnm是网格点n对卫星m的仰角，θmin是为达到良好通信条件的最低仰角，则式(10)中Ct(n)表示为式(11)所示；

由此在整个周期内，卫星星座为目标区域提供的容量即是各个时隙内提供的容量的总和；

则目标函数值‑网络的费效比表示为以上容量总和与构建网络的开销的比值，即如式(13)所示；

8.根据权利要求7所述的一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法，其特征在于，所述步骤S6采用禁忌搜索算法优化星座参数是指：

1)获取遗传算法的输出解作为禁忌搜索算法的当前解并设置服务质量阈值；

2)判断是否满足优化目标保持不变，若是，则输出结果；若否，则进入下一步；

3)对当前解做邻域操作生成邻域解，根据服务质量约束和目标函数值Ψ从邻域中确定候选解；

4)对候选解判断藐视原则是否满足，若是，则用藐视原则准则的最佳状态解替代当前解；并用最佳状态的解替换最早进入禁忌表的对象；

5)判断候选解对应的各对象的禁忌状态，选择候选解集中非禁忌对象对应的最佳状态为当前的新解，同时用与之对应的禁忌对象替换最早进入禁忌表的禁忌对象；

6)判断算法中优化目标值是否变化，若是，则结束算法并输出优化的星座参数[NSAT NP i PSAT ASAT]和最大的目标函数值Ψ，否则转到步骤3)。