[发明专利]卫星地面设备快速搜索卫星的扫描方法和系统

说明书

本发明提供了一种卫星地面设备快速搜索卫星的扫描方法和系统，应用于卫星地面设备，包括：获取卫星地面设备的目标设备误差，目标设备误差包括以下至少之一：卫星地面设备的定位误差，卫星地面设备的定向误差和卫星地面设备的时间误差；获取待搜索卫星的卫星星历；基于目标设备误差和卫星星历，确定搜索待搜索卫星的目标扫描范围；在目标扫描范围内执行扫描操作，直到接收待搜索卫星的信令结束扫描。本发明缓解了现有技术中存在的不能根据卫星地面设备存在的定位、定向、时间的误差变化动态调整扫描范围的技术问题。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其是涉及一种卫星地面设备快速搜索卫星的扫描方法和系统。

背景技术

卫星通信系统包括卫星系统和地面系统，两者通过天线通信，对于地面系统来说，改变天线指向对准卫星的过程即为捕获卫星的过程，是展开业务的基础。卫星地面设备应在一定时间内迅速捕获到卫星，以保证业务的快速开展。由于在捕获卫星时，卫星地面设备存在定位、定向和时间的误差，因此卫星地面设备必须结合星历在卫星可能出现的区域内进行全域扫描。在此基础上，为了缩短扫描时间，卫星地面设备扫描区域的范围应根据当前卫星地面设备所处情况调整。

卫星地面设备快速捕获卫星主要受以下三方面误差的制约。

(1)卫星地面设备定位误差

由于地球为椭球形，不同地面位置的站心坐标系的基准面不同，因此卫星地面设备定位的经纬度误差会导致卫星地面设备的站心坐标系误差，进而造成由地球固连坐标系转换到站心坐标系后卫星的坐标误差。

(2)卫星地面设备定向误差

与卫星地面设备定位误差相似，如果卫星地面设备站心坐标系坐标轴的指向存在误差(即卫星地面设备定向存在误差)，也会导致卫星在站心坐标系下的坐标误差。

(3)时间误差

卫星星历用于描述某一具体时刻太空飞行体位置和速度。如果时间存在误差，那么卫星地面设备根据星历得到的卫星位置也会存在误差。因此时间误差也是卫星位置误差的主要来源之一。

近年来，卫星地面设备扫描策略被提出并不断优化，例如逐行扫描、矩形扫描、螺旋线扫描、分行螺旋线扫描等扫描方式。但在卫星地面设备搜索卫星时，上述传统方法不能根据卫星地面设备存在的定位、定向、时间的误差变化动态调整扫描范围。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种卫星地面设备快速搜索卫星的扫描方法和系统，以缓解现有技术中存在的不能根据卫星地面设备存在的定位、定向、时间的误差变化动态调整扫描范围的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种卫星地面设备快速搜索卫星的扫描方法，应用于卫星地面设备，包括：获取卫星地面设备的目标设备误差，所述目标设备误差包括以下至少之一：所述卫星地面设备的定位误差、所述卫星地面设备的定向误差、所述卫星地面设备的时间误差；获取待搜索卫星的卫星星历；基于所述目标设备误差和所述卫星星历，确定所述待搜索卫星的目标扫描范围；在所述目标扫描范围内执行扫描操作，直到接收所述待搜索卫星的信令结束扫描。

进一步地，在所述目标扫描范围内执行扫描操作，包括：以所述目标扫描范围的中心为起始点，以螺旋线向外扫描的方式对所述目标扫描范围进行扫描操作。

进一步地，基于所述目标设备误差和所述卫星星历，确定搜索所述待搜索卫星的目标扫描范围，包括：基于所述卫星星历，确定所述待搜索卫星在地球固连坐标系下的第一坐标；基于预设坐标系旋转矩阵和所述第一坐标，得到所述待搜索卫星在站心坐标系下的第二坐标；基于所述预设坐标系旋转矩阵和所述目标设备误差，确定目标扫描半径；将以所述第二坐标为圆心，所述目标扫描半径为半径的圆形范围，确定为搜索所述待搜索卫星的目标扫描范围。