[发明专利]一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法

权利要求书

1.一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：获取用户和卫星星下点的经纬度坐标信息，确定可以覆盖该用户的波束号；

S2：基于网络中所有用户均能够被卫星波束覆盖的约束，以关闭卫星波束为目标，对网络中的可关闭波束集合进行求解；

S3：关闭该集合中的所有波束；

所述S1中，确定可以覆盖该用户的波束号为：

S11：以卫星为坐标原点，以卫星运行方向作X轴，以由卫星指向地球球心方向作Z轴，根据左手定则确定Y轴，建立起卫星本体坐标系；

S12：以卫星本体坐标系为参考，定义卫星点波束B的空间指向v＝{α_b,β_b}，其中，α_b为方位角，β_b为俯仰角；

S13：计算在卫星本体坐标系下卫星S指向终端U的方向u＝{α_u,β_u}，其中，α_u为终端相对于卫星运行方向的方位角，β_u为终端仰角；

S14：转换为空间向量，通过计算获得空间向量对应的OXYZ表示，即v＝{x_b,y_b,z_b}与u＝{x_u,y_u,z_u}；

S15：根据空间角度关系计算得到波束指向与卫星终端指向的空间夹角θ'，通过判断空间夹角θ'与波束天线的波束宽度角θ_w的大小确定用户是否被点波束B覆盖；

所述S2中，对网络中的可关闭波束集合进行求解为：

S21：输入由N个集合组成的集合簇{U_i|i＝1,2,...,N}，每个集合U_i包含M个元素U_i＝{e_i,j|j＝1,2,...,M}，将各个集合U_i中的元素e_i,j按从小到大顺序排列；

S22：查询所有集合U_i中出现次数最多的元素，按从小到大顺序排列，随机选择其中一个元素e_k，将该元素存储在集合B_k中；

S23：删除集合簇中包含元素e_k的所有集合，更新集合簇{U_i}；

S24：判断集合簇{U_i}是否为空集，若为空集，跳至步骤S25；否则，返回步骤S22；

S25：算法结束，输出集合B_k＝{e_k|k＝1,2,...,L}中所有元素。

2.根据权利要求1所述的一种基于用户位置的低轨卫星波束关闭方法，其特征在于：所述S2中，对决策时间间隔τ的取值，取同轨道中相邻卫星经过同一纬度的时间间隔为一个周期T；根据网络中用户被波束覆盖的时间将周期T进行分片，以用户被覆盖状态改变的时刻t_k将周期T划分为有限个时域；其中，某一个用户进入或移出任意波束覆盖区域的时刻均作为决策时间t_k，决策时间间隔τ的最优取值为一个变量，取决于相邻两次用户被覆盖状态改变的时刻，即τ＝t_k+1-t_k。

3.基于权利要求1所述方法的确定覆盖用户波束的方法，其特征在于：在所述波束均采用圆波束模型的低轨卫星网络。