[发明专利]一种通过低轨卫星波位设计实现波束对地覆盖的方法

权利要求书

1.一种通过低轨卫星波位设计实现波束对地覆盖的方法，其特征在于，所述方法步骤包括

S10：获取低轨通信卫星的轨道高度、轨道倾角、对地覆盖区域等效半锥角以及点波束半锥角；

S12：根据所述低轨通信卫星的轨道高度、轨道倾角、对地覆盖区域等效半锥角以及点波束半锥角，得到实现对所述等效半锥角区域等效覆盖的点波束波位个数；

S14：对所述点波束波位按照等边交叠方式或蜂窝交叠方式进行编排；

S16：计算编排后的每个点波束波位对应的点波束的中心方向矢量在给定基准坐标系上的方位角和俯仰角；

S18：驱动所述卫星的天线，使得所述卫星天线发射的点波束的中心方向矢量以所述计算得到的方位角和俯仰角指向地球；

其中，所述步骤S16包括

S161：计算编排后的点波束波位中的中心排波束波位在第一方向上的点波束波位的最大数量m0，其中m0不含中心波束波位，并且其中所述中心排波束波位是沿着第一方向和第三方向排列且点波束波位圆心在与第一方向正交的第二方向和第四方向上的坐标均为零的点波束波位，所述中心波束波位为所有的点波束波位当中，点波束波位对应的点波束的中心方向矢量在第一方向和第三方向上的分量均为零的点波束波位；

其中，所述第三方向与第一方向相反，第二方向与第四方向相反；

S162：计算正排波束波位和负排波束波位的最大排数nmax，其中正排波束波位为平行于中心排波束波位且点波束波位对应的点波束的中心方向矢量在所述第二方向上的分量大于零正的点波束波位，所述负排波束波位为平行于中心排波束波位且点波束波位对应的点波束的中心方向矢量在所述第二方向上的分量小于零负的点波束波位；

S163：计算所有正排波束波位和负排波束波位在第一方向上的点波束波位的最大数量mn，其中mn不含中心波束波位；

S164：根据对称性，计算每个点波束波位圆心在基准坐标系上的坐标(x,y)，进而求得每个点波束波位对应的点波束的中心方向矢量在基准坐标系上对应的方位角和俯仰角；

其中，所述步骤S164包括

S1640：根据每个点波束波位圆心在基准坐标系上的坐标(x,y)计算所述每个点波束波位对应的点波束的中心方向矢量计算公式为：

S1641：计算每个点波束中心方向矢量在基准坐标系上的方位角θ_AZ和俯仰角θ_EL：

θ_AZ＝atan(P_y,P_x)

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S161包括：

S1610：以如下公式计算m₀：

S1611：判断是否成立；

S1612：若成立，则令m₀＝m₀+1；否则不改变m₀的数值，

其中，

r为点波束半锥角宽度；

R为对地覆盖区域的等效半锥角宽度；

floor()为向下取整函数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S162包括

S1620：以如下公式计算n_max：

S1621：判断(1.5n_max+1)·rR是否成立；

S1622：若成立，则令n_max＝n_max+1；否则不改变n_max的数值，

其中，

r为点波束半锥角宽度；

R为对地覆盖区域的等效半锥角宽度；

floor()为向下取整函数。