[发明专利]低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化方法及设备

说明书

本发明提供了一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化方法及设备，在一台设备内同时实现低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信基带处理、射频处理，与低轨卫星的星间链路天线功能与数传天线进行复用性设计，与高轨卫星的星间链路天线功能与中继数传天线进行复用性设计，完成低轨‑低轨、低轨‑高轨双向链路建立。本发明具有工程实现简单、在轨应用灵活的优点，为未来卫星星间通信系统设计提供参考和依据。

技术领域

本发明属于卫星数据传输领域，具体地，涉及一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化方法及设备。尤其地，涉及一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化设计方法。

背景技术

随着航天技术的迅速发展和应用，传统的单颗卫星独立工作模式由于其探测及通信区域受限，己经越来越难以满足应用需求。由低轨卫星和高轨卫星组成的卫星网络，能够实现两种轨道高度卫星的优势互补，具有空间频谱利用率高、可实现大范围覆盖等优点，在环境与灾害监测、资源探测、导航、通信广播等领域具有特殊作用。在卫星网络中，需要通过星间通信将各颗卫星获取的数据进行及时交互和融合处理，以提高任务执行效率和卫星效能，因此星间通信系统技术具有十分重要的作用。

在目前常规的星间通信系统设计中，往往针对实现星间通信功能的设备分别进行设计，如单独配置低轨卫星与低轨卫星、低轨卫星与高轨卫星的星间通信终端及星间通信天线，未对系统间相似的功能进行统筹考虑。但是整星的功耗、重量有一定的限制，不能无限扩展。低轨卫星与低轨卫星、低轨卫星与高轨卫星间星间通信在基带及射频处理方面非常相似，所涉及的硬件设备具有通用性。同时，星间通信天线与卫星对地数传天线、中继数传天线在功能上具有可复用性。因此，如何统筹考虑设计低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信方式，在降低系统复杂度和提高系统集成度的同时应用星间通信技术，成为一个重要研究内容。

在卫星星间通信领域，根据已检索的专利，该领域研究人员针对卫星星间通信设计已提出多种方法。

1)《一种GEO卫星基于1P的星地转发和星间组网的一体化系统》201510729481.4，本发明提出了一种高轨卫星基于IP的星地转发和星间组网的一体化系统，实现了两颗高轨卫星间的路由和交换功能。未涉及低轨卫星与高轨卫星、低轨卫星与低轨卫星间的星间通信设计，不能解决本发明提出的低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化设计问题。

2)《卫星移动通信星座星间测控系统和方法》201310078200.4，本发明提出了一种卫星移动通信星座星间测控系统,通过地面测控站和高轨卫星对低轨卫星进行实时、有效、可靠测控，未涉及低轨卫星间的星间通信设计，不能解决本发明提出的低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化设计问题。

因此，目前尚无低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化设计方法。针对这一情况，亟需开展低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化设计研究。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化设计方法，其在一台设备内同时实现低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信基带处理、射频处理，与低轨卫星的星间链路天线功能与数传天线进行复用性设计，与高轨卫星的星间链路天线功能与中继数传天线进行复用性设计，完成低轨-低轨、低轨-高轨双向链路建立,具有工程实现简单、在轨应用灵活的优点。

根据本发明提供的一种低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信一体化方法，采用一台设备内同时实现低轨卫星与其他高、低轨卫星星间通信基带处理、射频处理；

与低轨卫星的星间链路天线功能与数传天线进行复用性设计，数传天线同时完成卫星对地面站数据传输、卫星与其他低轨卫星的星间链路通信功能；

与高轨卫星的星间链路天线功能与中继天线进行复用性设计，中继天线同时完成卫星与中继卫星数据收发、卫星与其他高轨卫星的星间链路通信功能，从而完成低轨-低轨、低轨-高轨双向链路建立；