[發明專利]用于近地軌道衛星與端點之間中繼數據的高通量衛星

有效

• 申請號: 201910323408.5
• 申請日: 2019-04-22
• 公開（公告）號: CN110677185B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 唐舜康;黃俊賢;梁彥聰;胡海;陳文熙;葉吉帆
• 申請（專利權）人: 亞洲衛星有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 上海方本律師事務所 31269
• 代理人: 駱順耀;汪玉平

一種高通量衛星(HTS)和運營HTS用于一個或多個近地軌道(LEO)衛星與目標地面站之間中繼數據的方法，其中HTS為點波束覆蓋區域提供點波束。運營HTS的方法包括：確定在軌LEO衛星的估計軌跡；分配具有相同極化的顏色復用的多個點波束維持在軌LEO衛星與高通量衛星之間的星間鏈路；以及將多個所分配點波束的分配信息發送到高通量衛星以維持經由高通量衛星第一點波束和具有相同極化的顏色復用的一個或多個分配的后續點波束的星間鏈路。

技術領域

本申請涉及衛星通信領域，并且更具體地涉及用于將數據從近地軌道衛星中繼到地面終端的高通量衛星和運營高通量衛星的方法。

背景技術

地球或空間觀測衛星的業務包括收集地球圖像、陸地勘探數據、天氣觀測數據、海上監視數據或森林監測數據。地球或空間觀測衛星通常采用近地軌道(LEO)衛星，在地球表面以上300至1,000公里的高度環繞地球運行。2017年，約有1071顆LEO衛星進入軌道，并且預計將發射的LEO衛星數量將增加。

LEO衛星需要與地面站建立通信鏈路，用于遙測、跟蹤、指揮(TTC)以及將地球或空間觀測數據發送到一個或多個地面站。當用于地球或空間觀測時，LEO衛星可(1)在LEO衛星繞地球運行時，捕獲并存儲地球觀測(EO)數據于星載存儲器中；(2)當LEO衛星在稱為存儲和轉發的過程中處于目標地面站視野范圍時，發送存儲的EO數據。LEO衛星處于目標地面站視野范圍的持續時間取決于LEO衛星的軌道高度、傾角以及目標地面站的緯度。由于LEO衛星的運行軌道高度較低，因此LEO衛星位于目標地面站視野范圍的持續時間通常為每個軌道周期5至15分鐘左右。當LEO衛星位于地面站視野范圍時，LEO衛星可將數據和遙測發送到目標地面站并從目標地面站接收命令。在一些場景中，由于EO數據或TTC數據量可能很大，因此將EO數據發送到目標地面站所需的持續時間可能超過LEO衛星位于與目標地面站視野范圍的持續時間。任何尚未由LEO衛星發送到目標地面站的EO數據或TTC數據可繼續存儲在星載存儲器中，并在LEO衛星隨后的地球軌道周期中，當LEO衛星重新位于地面站的視野范圍時，發送到目標地面站。很明顯，EO數據的發送時間-被延長了。當EO數據有實時性要求(例如，天氣觀測數據)時，延遲EO數據從LEO衛星到目標地面站的發送可能使得天氣觀測數據變得陳舊或過時。此外，如果LEO衛星的TTC數據發送和接收延遲，則目標地面站處的某網絡運營中心可能無法近乎實時地或及時地排除故障或以其它方式控制LEO衛星。

在一些場景中，為了方便大量EO和TTC數據發送到網絡運營中心或目標地面站，可部署沿著地球表面對應于給定LEO衛星軌跡的若干連續間隔的地面終端。然而，建造和運營大量地面終端的代價可能是相當昂貴的。

發明內容

一方面，本申請描述了一種運營高通量衛星以在一個或多個近地軌道(LEO)衛星和目標地面站之間中繼數據的方法。高通量衛星為點波束覆蓋區域提供多個點波束。該方法包括：確定通過點波束覆蓋區域在軌LEO衛星的估計軌跡；基于估計的軌跡，分配具有相同極化的顏色復用的多個點波束，當在軌LEO衛星穿過點波束覆蓋區域時用于維持在軌LEO衛星與高通量衛星之間的星間鏈路；以及將多個所分配點波束的分配信息發送到高通量衛星，以維持經由高通量衛星第一點波束和具有相同極化的顏色復用的一個或多個分配的后續點波束的星間鏈路。

另一方面，本申請描述了一種網絡運營中心，用于控制在一個或多個近地軌道(LEO)衛星與目標地面站之間中繼數據的高通量衛星的運營。高通量衛星為點波束覆蓋區域提供多個點波束。網絡運營中心包括：高通量衛星的高速遙測和指揮鏈路；處理器；以及存儲可執行指令的存儲器，可執行指令在由處理器執行時，引起處理器：確定通過點波束覆蓋區域的在軌LEO衛星的估計軌跡；基于估計的軌跡，分配具有相同極化的顏色復用的多個點波束，當在軌LEO衛星穿過點波束覆蓋區域時，維持在軌LEO衛星與高通量衛星之間的星間鏈路；以及將多個所分配點波束的分配信息發送到高通量衛星，以維持經由高通量衛星第一點波束和具有相同極化的顏色復用的一個或多個后續分配點波束的星間鏈路。