[發明專利]一種基于位置信息的低速率星間交換方法

有效

• 申請號: 201710627165.5
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107483097B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 呂鵬;馬洋;蒙薇;趙黎曄;王韶波
• 申請（專利權）人: 航天東方紅衛星有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種基于位置信息的低速率星間交換方法，該方法基于需要建立異軌星間鏈路的兩顆數據采集衛星上的信息收發設備，利用星載GNSS接收機數據實時獲取時間、經緯度信息等，進而利用經緯度信息判斷本節點是否本圈即將過境來控制收發設備交換數據，若當前衛星即將過境，則不需要交換數據，待過境時將所存數據全部回傳地面站；若當前衛星本圈不過境，其緯度達到數據交換臨界點時，開機并利用星間收發設備向相鄰軌道面的下一跳衛星傳輸數據，直至傳遞到過境衛星，進而將數據回傳。

技術領域

本發明涉及一種低速率星間交換方法。

背景技術

目前的低軌通信星座，要么利用復雜的星間鏈路和路由系統來實現信息的快速回傳，比如銥星星座，要么利用全球分布的大量的地面站來實現信息快速落地和回傳，比如GlobalStar星座，這對我國目前的形勢來說，既不易大規模投入建立復雜的星間組網系統，又不易在全球范圍內建設大量地面來回傳數據，研究一種簡單有效的基于位置信息的低速率星間交換方法十分必要。

作為未來空間信息采集和傳輸網絡的重要組成部分，數據采集衛星系統以廣域分散的地面傳感器獲得的信息為數據來源，利用小衛星星座實現大地域低延遲信息感知，為用戶提供適應于陸地、海洋和航空等不同應用環境的短數據采集、短數據通信和信息廣播服務。目前設計的數據采集衛星系統能夠對數據進行采集、匯聚、處理、分發，通過對地面狀態信息直接感知，實現對地高精度原位探測，具有數據傳輸靈敏度高、地域覆蓋性廣、終端小、用戶使用成本低等特點，適用于用戶數多，但數據傳輸量小，實時性要求不高的應用。

隨著我國社會快速發展，災害監測與預警、環境監測、遇險搜救等公益應用，物聯網、交通物流等商業應用，以及多樣化軍事應用對數據采集星座系統提出了迫切需求。考慮到目前數據采集衛星系統沒有星間鏈路，造成數據采集時延較大(最大可達10小時)的弱點，難以滿足高效低時延信息傳輸服務，約束了該系統的整體服務性能。

因此，設計簡單高效的低速率星間交換方法是提升數據采集衛星系統網絡性能的一個重要研究課題。目前尚沒有合適的適用于數據采集衛星系統的星間交換方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出了一種基于位置信息的低速率星間交換方法，具有協議算法簡單，且不需要節點知道全網的位置信息或者拓撲信息即可執行等優點，尤其適合于動態拓撲且星上處理能力有限的低速率低軌信息網絡系統。

本發明所采用的技術方案是：一種基于位置信息的低速率星間交換方法，包括步驟如下：

步驟一、建立低軌通訊星座，保證對地球某一區域或全球實現全覆蓋；低軌通訊星座中全部衛星均安裝收發處理機和收發天線，天線的安裝要確保在軌運行時處于相鄰軌道上的相鄰兩顆衛星處于對方天線波束的覆蓋范圍內；低軌通訊星座中全部衛星均利用星載GNSS接收機實時獲取衛星所處的經緯度信息；

步驟二、在低軌通訊星座中，任意選取兩顆處于相鄰軌道上的相鄰的衛星，分別作為發射衛星和接收衛星；

步驟三、利用發射衛星自身所處的經緯度信息判斷發射衛星是否即將過境：若發射衛星在所處軌道周期內過境，則發射衛星與接收衛星不交換數據，發射衛星在過境時，將所存數據全部回傳至地面站，方法結束；若發射衛星在所處軌道周期內不過境，發射衛星在運行過程中，當緯度達到數據交換臨界點時，發射衛星向接收衛星傳輸數據，進入步驟四；

步驟四、將接收衛星作為新的發射衛星，將與接收衛星處于相鄰軌道的另一顆相鄰的衛星作為新的接收衛星，重復步驟三，直至將數據傳回至地面站。

發射衛星是否即將過境的判斷方法為：根據衛星的軌道特性計算出衛星切邊過境的經緯度范圍，將衛星切邊過境的經緯度范圍儲存在衛星上，衛星根據儲存的衛星切邊過境的經緯度范圍判斷是否過境：當衛星實時獲得的所處經緯度信息處于衛星切邊過境的經緯度范圍時，則該衛星在所處軌道周期內過境；否則，該衛星在所處軌道周期內不過境。