[发明专利]一种低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法

权利要求书

1.一种低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，所述方法的步骤包括

S1、根据卫星相对于信关站的最小通信仰角，计算卫星-地心-信关站的最小通信张角的余弦；

S2、计算所有信关站在WGS84坐标系的位置；

S3、通过轨道预报获得一个规划周期内所有卫星在WGS84坐标系中的位置；

S4、根据S2-S3计算所有卫星相对于信关站的地心张角余弦，并分别与S1中的所述最小通信张角的余弦比较，获得卫星与信关站的可连通时间；

S5、根据S4得到的可连通时间，分别计算卫星馈线链路天线的方向信息和信关站天线的方向信息；

S6、根据所述可连通时间、卫星馈线链路天线的方向信息和信关站天线的方向信息，计算在一个规划周期内所需计算的信关站与卫星星座的连通序列；

S7、重复步骤S3-S6直至完成所有连通规划周期，得到最终的连通规划。

2.根据权利要求1所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

S11、根据正弦定理，获得卫星相对于信关站的地心张角θ与卫星相对于信关站的仰角γ之间的关系：

其中，R是地球赤道半径，r是卫星的地心距；

S12、设定卫星相对于信关站的最小通信仰角γ₀，计算卫星-地心-信关站的最小通信张角的余弦：

3.根据权利要求1所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S31、根据测控站的观测数据确定所有卫星的初始位置；

S32、利用轨道预报获得一个规划周期内所有卫星在J2000坐标系中的位置；

S33、计算所述规划周期内J2000坐标系到WGS-84坐标系的坐标转换矩阵，并将所有卫星在J2000坐标系中的位置矢量转换到WGS84坐标系。

4.根据权利要求1所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41、根据信关站在WGS84坐标系中的位置与卫星在WGS84坐标系中的位置，计算卫星相对于信关站的地心张角θ的余弦为：

其中，P_xg^w表示信关站在WGS84坐标系中的位置矢量，P_s^w表示卫星在WGS84坐标系中的位置矢量，上角标w代表WGS84坐标系；

S42、将S41中得到的地心张角θ的余弦与卫星-地心-信关站的最小通信张角的余弦进行比较判断，获得卫星与信关站的可连通时间。

5.根据权利要求1所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，所述卫星馈线链路天线的方向信息包括卫星馈线链路天线的俯仰角和卫星馈线链路天线的方位角；所述信关站的方向信息包括信关站天线的仰角和信关站天线的方位角。

6.根据权利要求1所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，所述步骤S6包括：

S61、确定第一个信关站与卫星星座的连通序列，并将在相应连通时刻依次与所述第一个信关站连通的卫星设置为剩余的信关站的不可连通卫星；

S62、根据在相应时刻未被设置为不可连通卫星的卫星，确定第S个信关站与卫星星座的连通序列，并将在相应连通时刻依次与所述第S个信关站连通的卫星设置为剩余的信关站的不可连通卫星，其中，S为自然数，且S1。

7.根据权利要求1或6所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，在计算信关站与卫星星座的连通序列时，采用的原则包括：先计算所有站址中的第一个信关站的连通序列；然后计算所有站址中的第二个信关站的连通序列；然后计算所有站址中的第三个信关站的连通序列；最后计算所有站址中的第四个信关站的连通序列。

8.根据权利要求1或6所述的低轨通信卫星星座与信关站连通规划方法，其特征在于，计算信关站与卫星星座的连通序列时，进一步包括：选择连通时间最长的卫星且连通时长大于设定的最短连通时间。