[发明专利]基于低轨宽带通信卫星的直升机卫星通信装置及其通信方法

权利要求书

1.一种基于低轨宽带通信卫星的直升机卫星通信装置的通信方法，其特征在于，所述直升机卫星通信装置包括机载通信终端和星载通信终端，所述机载通信终端装载在直升机上，所述机载通信终端包括依次连接的旋翼桨叶位置测量模块、终端通信处理模块、机载调制解调器和机载卫星通信天线；

所述旋翼桨叶位置测量模块测量旋翼桨叶的实时位置和转速，所述终端通信处理模块根据旋翼桨叶位置测量模块的测量结果计算机载卫星通信天线不受旋翼桨叶遮挡直视低轨通信卫星的时间间隙，输出通信时机；所述终端通信处理模块在通信时机将上行数据通过机载调制解调器调制后发送到机载卫星通信天线；所述终端通信处理模块连接到机载卫星通信天线，控制所述机载卫星通信天线在通信时机对准低轨通信卫星进行上行数据的发送和下行数据的接收；

所述星载通信终端包括依次连接的星载通信处理模块、星载调制解调器和星载通信天线；所述星载通信处理模块通过星载通信天线接收机载卫星通信天线发送的上行数据，并在接收上行数据的同时发送下行数据到机载卫星通信天线；

所述星载通信天线与地面站进行上行数据和下行数据的收发，所述星载调制解调器进行上行数据和下行数据的调制解调和编码解码；

所述通信方法包括如下步骤：

S1：旋翼桨叶位置测量模块测量旋翼桨叶的实时位置和转速，输出每个旋翼桨叶相对于航向的实时角度和转速；

S2：终端通信处理模块根据卫星两行根数数据和本机的实时位置、时间、方位和姿态信息，计算实时的低轨通信卫星相对于本机位置的方位角和姿态的俯仰角；

S3：终端通信处理模块根据每个旋翼桨叶相对于航向的实时角度和转速、低轨通信卫星相对于本机位置的方位角和姿态的俯仰角以及机载卫星通信天线相对于旋翼主轴中心的距离、距离主轴顶点的垂直距离和桨叶宽度，计算不受旋翼桨叶遮挡直视低轨通信卫星的时间间隙，输出通信时机，所述通信时机包括起始时刻t1、通信持续时间d1、结束时刻t2；

S4：终端通信处理模块在通信起始时刻t1将上行数据输出至机载调制解调器并通过机载卫星通信天线进行发送，在结束时刻t2，结束上行数据发送；

S5：星载通信处理模块通过星载通信天线接收上行数据，根据上行数据起始标识和通信持续时间，计算下行数据的起始时刻t3、通信持续时间d2、结束时刻t4；在下行数据的起始时刻t3将下行数据输出到星载调制解调器并通过星载通信天线进行发送，在下行数据的结束时刻t3，结束下行数据发送；

所述旋翼桨叶位置测量装置包括闪光灯、摄像机和设置在旋翼桨叶上的反光标识，所述反光标识设置在旋翼桨叶下方旋转方向的前侧，所述闪光灯和摄像机对准反光标识设置，使得闪光灯的光线通过反光标识反射后正对摄像机，所述旋翼桨叶位置测量装置计算每个旋翼桨叶相对于航向的实时角度和转速并输出到终端通信处理模块。

2.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述终端通信处理模块连接有直升机导航模块，所述终端通信处理模块从直升机导航模块获取本机的实时位置、时间、方位和姿态信息；所述终端通信处理模块根据卫星两行根数数据和本机的实时位置、时间、方位和姿态信息，计算实时的低轨通信卫星相对于本机位置的方位角和姿态的俯仰角。

3.如权利要求2所述的通信方法，其特征在于，所述终端通信处理模块根据每个旋翼桨叶相对于航向的实时角度和转速、低轨通信卫星相对于本机位置的方位角和姿态的俯仰角以及机载卫星通信天线相对于旋翼主轴中心的距离、距离旋翼主轴顶点的垂直距离和桨叶宽度，计算不受旋翼桨叶遮挡直视低轨通信卫星的时间间隙，输出通信时机，所述通信时机包括起始时刻、通信持续时间和结束时刻。

4.如权利要求3所述的通信方法，其特征在于，所述终端通信处理模块连接有用户通信设备，所述终端通信处理模块通过用户通信设备获取用户通信数据并进行缓存，在通信时机，将用户通信数据打包生成上行数据并发送；所述上行数据包括起始标识、数据段和结束标识；所述终端通信处理模块在通信起始时刻将上行数据输出至机载调制解调器并通过机载卫星通信天线进行发送，在结束时刻，结束上行数据发送。