[发明专利]一种低轨卫星与地面接收站通信的方法

权利要求书

1.一种低轨卫星与地面接收站通信的方法，其特征在于，包括以下步骤：

低轨卫星判断当前自身所处位置是否位于能够与地面接收站直接通信的区域，如果位于能够与地面接收站直接通信的区域，则低轨卫星直接与地面接收站通信，如果位于不能够与地面接收站直接通信的区域，则低轨卫星选择一个既能和自身直接通信又能和地面接收站直接通信的高轨卫星作为中转站，并与该高轨卫星建立通信，作为中转站的高轨卫星转发低轨卫星与地面接收站之间的通信数据；

高轨卫星将其所覆盖的区域划分成若干个子区域，从每个子区域中与其建立通信的所有低轨卫星中选择一个或多个低轨卫星作为中继站，每个子区域内的其他与该高轨卫星建立通信的低轨卫星都通过作为中继站的低轨卫星与高轨卫星通信；

当作为中继站的低轨卫星离开对应子区域后，高轨卫星从该子区域中重新选择一个与其建立通信的低轨卫星作为新的中继站；

高轨卫星实时监测每个子区域内实际作为中继站的低轨卫星数量，实时调整作为中继站的低轨卫星数量，使得每个子区域内实际作为中继站的低轨卫星数量等于计算出的最佳数量；

计算每个子区域内作为中继站的低轨卫星的最佳数量的方法如下：当A是N的整数倍时，D＝A/N；当A不是N的整数倍时，D等于A除以N的商取整后加1；其中，D为子区域内作为中继站的低轨卫星数量，A为子区域内与对应高轨卫星建立通信的低轨卫星总数量，N为设定的一个中继站能够接入的低轨卫星数量；

如果某个子区域内实际作为中继站的低轨卫星数量大于计算出的最佳数量，则高轨卫星将部分作为中继站的低轨卫星调整为普通低轨卫星，取消其中继权限，使得该子区域内实际作为中继站的低轨卫星数量等于计算出的最佳数量；如果某个子区域内实际作为中继站的低轨卫星数量小于计算出的最佳数量，则高轨卫星将部分普通的低轨卫星调整为作为中继站的低轨卫星，使得该子区域内实际作为中继站的低轨卫星数量等于计算出的最佳数量；

确定低轨卫星能够与地面接收站直接通信的区域的方法包括以下步骤：

M1：初始时，根据低轨卫星的运行轨道及地面接收站的位置，确定低轨卫星的运行轨道中能够与地面接收站直接通信的区域，将该区域标注为初始直接通信区域；

M2：低轨卫星绕地球运行一周，在进入初始直接通信区域后与地面接收站持续通信，确定能够与地面接收站成功通信的区域，并将该区域作为最终直接通信区域，该最终直接通信区域就是低轨卫星能够与地面接收站直接通信的区域。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星与地面接收站通信的方法，所述步骤M2的具体步骤如下：低轨卫星绕地球运行一周，在刚进入初始直接通信区域时，低轨卫星向地面接收站持续发送验证信息，记录发送每条验证信息时低轨卫星所处的位置，并等待接收地面接收站发送的反馈信息，将接收到的第一条反馈信息对应的验证信息的发送位置作为最终直接通信区域的起点位置，将接收到的最后一条反馈信息对应的验证信息的发送位置作为最终直接通信区域的终点位置，该最终直接通信区域就是低轨卫星能够与地面接收站直接通信的区域。

3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星与地面接收站通信的方法，其特征在于，每条验证信息中都带有唯一的编号，地面接收站接收到验证信息后都会发出带有该验证信息编号的反馈信息。

4.根据权利要求1所述的一种低轨卫星与地面接收站通信的方法，其特征在于，所述低轨卫星选择一个既能和自身直接通信又能和地面接收站直接通信的高轨卫星作为中转站，并与该高轨卫星建立通信的方法包括以下步骤：低轨卫星根据各个高轨卫星的星历确定各个高轨卫星的位置，根据自身当前位置、各个高轨卫星当前位置、地面接收站位置查找出既能与自身直接通信又能与地面接收站直接通信的高轨卫星，计算查找出的每个高轨卫星与地面接收站、低轨卫星组成的链路长度D，D＝D1+D2，D1为高轨卫星与地面接收站之间的距离，D2为高轨卫星与低轨卫星之间的距离，选择最短链路长度D所对应的高轨卫星作为中转站，低轨卫星与该高轨卫星建立通信。

5.根据权利要求1或2所述的一种低轨卫星与地面接收站通信的方法，其特征在于，所述低轨卫星选择一个既能和自身直接通信又能和地面接收站直接通信的高轨卫星作为中转站，并与该高轨卫星建立通信的方法包括以下步骤：

S1：低轨卫星根据各个高轨卫星的星历确定各个高轨卫星的位置，根据自身当前位置、各个高轨卫星当前位置、地面接收站位置查找出既能与自身直接通信又能与地面接收站直接通信的高轨卫星，并向这些高轨卫星发送查询请求，接收到查询接请求的高轨卫星发送反馈信息给低轨卫星，反馈信息中带有对应高轨卫星当前已经链接通信的低轨卫星数量，低轨卫星选择已经链接通信低轨卫星数量最少的高轨卫星作为中转站，并与其建立通信；

S2：当低轨卫星检测到与自身建立通信的高轨卫星不能与自身通信或该高轨卫星不能与地面接收站通信时，执行步骤S1。