[發(fā)明專利]非靜止軌道衛(wèi)星估計(jì)靜止通信衛(wèi)星和波束參數(shù)的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010329620.5
• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111541476A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳瑾;任子軒;晏堅(jiān)
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué);上海清申科技發(fā)展有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 張萌

本發(fā)明提供了一種非靜止軌道衛(wèi)星估計(jì)靜止通信衛(wèi)星和波束參數(shù)的方法，涉及移動(dòng)通信中衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，包括：根據(jù)非靜止軌道衛(wèi)星的狀態(tài)信息確定非靜止軌道衛(wèi)星處于靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻；根據(jù)星歷數(shù)據(jù)庫或地面定軌方式確定起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻的靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置；根據(jù)待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置及靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置，確定目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置，并得到待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置與目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置之間的估計(jì)誤差，直至估計(jì)誤差的值符合預(yù)期得到最優(yōu)靜止通信衛(wèi)星位置和波束參數(shù)，分析方法操作簡單、計(jì)算復(fù)雜度低，可滿足非靜止軌道衛(wèi)星操作者確定靜止通信衛(wèi)星信號源的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及移動(dòng)通信中衛(wèi)星通信系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種非靜止軌道衛(wèi)星估計(jì)靜止通信衛(wèi)星和波束參數(shù)的方法。

背景技術(shù)

頻譜資源是不可再生的資源，隨著大規(guī)模非靜止軌道空間互聯(lián)網(wǎng)星座的快速發(fā)展，衛(wèi)星通信頻率資源日益緊張，多個(gè)衛(wèi)星系統(tǒng)共用頻譜的情況在所難免，特別是對于靜止軌道衛(wèi)星和非靜止軌道衛(wèi)星，受軌道構(gòu)型、業(yè)務(wù)特點(diǎn)的約束，更容易發(fā)生系統(tǒng)間相互的干擾。在國際電信聯(lián)盟的相關(guān)規(guī)定下，靜止軌道衛(wèi)星、非靜止軌道衛(wèi)星均有相關(guān)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在雙方發(fā)生相互干擾時(shí)，確定靜止通信衛(wèi)星的位置和波束特征，是非靜止軌道衛(wèi)星操作者與靜止通信衛(wèi)星展開頻率協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)。

相比非靜止軌道衛(wèi)星，靜止通信通信衛(wèi)星一般具有更高的軌道高度，且相對地面靜止，這使得非靜止軌道衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)時(shí)，不可避免地要穿越靜止通信衛(wèi)星的波束，當(dāng)非靜止軌道衛(wèi)星在靜止通信衛(wèi)星的波束范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)收到靜止通信衛(wèi)星的信號，當(dāng)雙方所用頻段相同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)間的相互干擾。對于非靜止軌道衛(wèi)星而言，在空間復(fù)雜的電磁環(huán)境下，受非靜止軌道運(yùn)動(dòng)速度快、軌道位置和衛(wèi)星姿態(tài)存在誤差等特點(diǎn)，確定靜止軌道信號源的位置和波束信息是十分困難的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種非靜止軌道衛(wèi)星估計(jì)靜止通信衛(wèi)星和波束參數(shù)的方法，以非靜止軌道衛(wèi)星在靜止通信衛(wèi)星波束邊緣時(shí)的位置為輸入變量，將原有估計(jì)問題轉(zhuǎn)換為兩個(gè)優(yōu)化問題，并通過牛頓迭代法和黃金分割迭代法，得到靜止通信衛(wèi)星和波束參數(shù)的精確估計(jì)結(jié)果，分析方法操作簡單、計(jì)算復(fù)雜度低，可滿足非靜止軌道衛(wèi)星操作者確定靜止通信衛(wèi)星信號源的要求。

第一方面，實(shí)施例提供一種非靜止軌道衛(wèi)星估計(jì)靜止通信衛(wèi)星和波束參數(shù)的方法，包括：

獲取非靜止軌道衛(wèi)星的狀態(tài)信息，根據(jù)所述狀態(tài)信息確定所述非靜止軌道衛(wèi)星處于靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置的起始時(shí)刻和結(jié)束時(shí)刻；

根據(jù)星歷數(shù)據(jù)庫或地面定軌方式確定所述起始時(shí)刻和所述結(jié)束時(shí)刻的靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置；

根據(jù)待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置及所述靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置，確定目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置，并得到所述待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置與所述目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置之間的估計(jì)誤差，直至估計(jì)誤差的值符合預(yù)期得到最優(yōu)靜止通信衛(wèi)星位置和波束參數(shù)；如果所述估計(jì)誤差的值不符合預(yù)期，將所述目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置作為新的待估計(jì)目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置。

在可選的實(shí)施方式中，根據(jù)待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置及所述靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置，確定目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置的步驟，包括：

根據(jù)所述待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置及所述靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置確定新生靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置；

根據(jù)最小二乘法和所述新生靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置確定最優(yōu)擬合面；

根據(jù)牛頓迭代法和所述新生靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置確定最優(yōu)波束中心指向位置；

根據(jù)黃金分割法和所述最優(yōu)波束中心指向位置確定目標(biāo)靜止通信衛(wèi)星位置。

在可選的實(shí)施方式中，根據(jù)所述待估計(jì)靜止通信衛(wèi)星位置及所述靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置確定新生靜止通信衛(wèi)星的波束邊緣位置的步驟，包括：