[发明专利]基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法及系统，所述低轨卫星配套具有定轨功能的星载导航设备以及星载北斗短报文设备，由星载北斗短报文设备通过北斗短报文链路将本星星载导航接设备解算出的本星实时位置和轨道信息发给它星，以使它星结合根据自身位置信息计算得到两星相对角度，输入给带有波束指向功能的它星星间天线，使其将波束指向本星以完成星间链路的自主建立。在链路建立后，它星仍可一直接收本星的位置和轨道信息以实现波束的动态跟踪。采用本发明能够使组网卫星在满足建链条件下随时自主建立星间链路，不必再依赖地面提前上注各星的轨道参数实现星间建链，使组网卫星星间链路的建立更加自由灵活和高效。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体地，涉及一种基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法及系统。

背景技术

随着卫星应用领域在深度和广度方面的不断发展，仅依靠单颗卫星已越来越难以满足复杂任务的实现。近年来，低轨多星协同工作的需求不断涌现，星间组网成为多星协同实现的前提条件。针对相对位置不断变化的低轨卫星网络，星间链路无法使用固定指向的天线实现，而使用宽波束天线又存在增益小，可传输数据速率低的问题。因此低轨星间链路往往需要使用指向可变、波束窄的带有指向机构的天线或相控阵天线，而这类天线需要有指向角度的输入才能够完成链路的建立。

公开号为CN102201854A的专利文献“卫星编队组网的网络链路建立方法”，公开了一种依靠地面站事先上注“卫星链路建立时间表”帮助网内各星在可见时建立星间链路，这也是目前常规做法，但这需要地面站事先对每颗卫星进行大量测定轨工作并每日在各卫星过境时进行上注操作，这会给地面站测控资源带来很大压力。

公开号为CN103546211A的专利文献“基于时空先验建链信息的空分时分星间链路快速建链方法”，公开了一种基于时空先验建链信息的空分时分星间链路快速建链方法，其建链同样需要借助预存的网内各星星历数据获得两星之间的相对位置，而预存网内星历需要地面站进行定期上注。同样存在上述缺陷。

本发明提供一种以星载导航设备进行卫星实时定位定轨为基础，通过可覆盖全球的低速链路相互传递卫星星载导航设备解算出的位置和轨道信息，用以引导高速链路的建立的低轨组网卫星星间链路建链解决方案。北斗导航定位系统配备了短报文通信系统，使用装载有北斗短报文ID卡的终端，用户可无需事先申请，与其它终端进行短报文通信。当前北斗三代短报文通信系统已实现全球覆盖，由于北斗短报文消息是通过北斗导航系统中的高轨卫星进行转发的，因此低轨卫星在配备星载短报文终端的情况下亦可实现卫星间的短报文通信。卫星的位置和轨道信息数据量较小，完全可利用北斗短报文链路进行传递。采用本发明后，低轨卫星星间建链不必再依赖地面站测量和定时上注各卫星轨道参数，为低轨卫星网络的星间链路的自主动态建立创造了一种低成本、高效率的实现条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法及系统，即依靠已建成的北斗短报文链路作为卫星位置和轨道信息在星间传递通道，实现低轨卫星星间链路自主建立，减少了地面的干预，实现了灵活高效的星间组网。

根据本发明的一个方面，提供了一种基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法，包括：

本星信息发送步骤：各组网的低轨卫星实时通过星载短报文收发设备将本星星载导航设备解算的本星实时位置和轨道信息通过北斗短报文链路发送给其它网内低轨卫星；

星间链路建立步骤：各组网的低轨卫星持续通过星载短报文收发设备接收其它网内低轨卫星发送来的，包含其它网内低轨卫星实时位置和轨道信息的北斗短报文信息后，若满足建链条件，则与满足建链条件的网内低轨卫星完成星间链路的建立，完成星间链路建立的网内的低轨卫星互为建链它星；