[发明专利]一种低轨卫星通信方法

权利要求书

1.一种低轨卫星通信方法，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。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星通信方法，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。

3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星通信方法，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。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种低轨卫星通信方法，其特征在于，在高轨卫星上搭载S频段、X频段或Ka频段多波束双向数据传输载荷，建立与低轨卫星之间双向传输链路，实现高轨卫星与低轨卫星之间的数据交换。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种低轨卫星通信方法，其特征在于，在高轨卫星上搭载Ka频段或X频段抛物面天线及通信载荷，实现高轨卫星与地面接收站之间的数据交换。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种低轨卫星通信方法，其特征在于，在低轨道卫星上安装与高轨卫星数据交换的应答机，工作频段与高轨卫星匹配，应答机实现两种功能，一是高轨卫星数据的接收，并将数据传输到低轨卫星数据管理单元；二是将低轨卫星业务数据或测控数据格式化后，发送给高轨卫星。