[發(fā)明專利]一種多重覆蓋的可重構(gòu)星座的構(gòu)建方法及可重構(gòu)星座

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010828500.X
• 申請(qǐng)日: 2020-08-17
• 公開（公告）號(hào): CN112073112B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷繼兆;彭維峰;李夢(mèng)男;欒欣;趙航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東方紅衛(wèi)星移動(dòng)通信有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185
• 代理公司: 重慶雙馬智翔專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50241
• 代理人: 顧曉玲;陳香蘭

本發(fā)明公開了一種多重覆蓋的可重構(gòu)星座的構(gòu)建方法及可重構(gòu)星座，方法包括S1，初步構(gòu)型包括沿不同經(jīng)線分布的多個(gè)同軌道高度的準(zhǔn)極軌道面，準(zhǔn)極軌道面上設(shè)有多個(gè)衛(wèi)星；S2，根據(jù)全球連續(xù)服務(wù)可靠性要求R、衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命T、單星可靠性r和單星補(bǔ)網(wǎng)周期t獲得星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)n，S3，獲取單星覆蓋地心角α；S4，據(jù)公式獲得滿足星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)為n的準(zhǔn)極軌道面上衛(wèi)星數(shù)量S'和準(zhǔn)極軌道面數(shù)量P'的多個(gè)數(shù)值組合，用戶從多個(gè)數(shù)值組合中選擇一個(gè)，完成構(gòu)建。實(shí)現(xiàn)了極軌道低軌衛(wèi)星多重覆蓋星座設(shè)計(jì)，降低了對(duì)單星的可靠性要求和成本，解決了低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星過(guò)設(shè)計(jì)、高成本、補(bǔ)網(wǎng)周期要求高等瓶頸問(wèn)題，為提供低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)電信級(jí)可靠性運(yùn)營(yíng)服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星組網(wǎng)領(lǐng)域，特別是涉及一種多重覆蓋的可重構(gòu)星座的構(gòu)建方法及可重構(gòu)星座。

背景技術(shù)

隨著低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)服務(wù)可靠性、連續(xù)性、資源調(diào)配靈活性的要求越來(lái)越高，對(duì)低衛(wèi)星成本、批量化生產(chǎn)的要求也與日俱增，這就要求低軌衛(wèi)星星座在提高服務(wù)可靠性、連續(xù)性的同時(shí)降低對(duì)單星可靠性的要求，對(duì)星座互補(bǔ)備份做優(yōu)化設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座多采用單重覆蓋的準(zhǔn)極軌道星座設(shè)計(jì)，必然導(dǎo)致單星可靠性要求極高，無(wú)法滿足低成本、批量化生產(chǎn)的需求，單顆衛(wèi)星失效后無(wú)法滿足全球連續(xù)覆蓋的要求，以及存在過(guò)設(shè)計(jì)、高成本、補(bǔ)網(wǎng)周期要求高等瓶頸問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，特別創(chuàng)新地提出了一種一種多重覆蓋的可重構(gòu)星座的構(gòu)建方法及可重構(gòu)星座。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種多重覆蓋的可重構(gòu)星座的構(gòu)建方法，包括：步驟S1，構(gòu)建所述可重構(gòu)星座的初步構(gòu)型，所述初步構(gòu)型包括沿不同經(jīng)線分布的多個(gè)同軌道高度的準(zhǔn)極軌道面，每個(gè)準(zhǔn)極軌道面上設(shè)有多個(gè)衛(wèi)星；步驟S2，根據(jù)設(shè)置的全球連續(xù)服務(wù)可靠性要求R、衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命T、單星可靠性r和單星補(bǔ)網(wǎng)周期t獲得星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)步驟S3，獲取單星覆蓋地心角α，其中，E表示已知的星地最小通信仰角，H為軌道高度，Re為地球半徑；步驟S4，根據(jù)公式獲得滿足星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)為n的準(zhǔn)極軌道面上衛(wèi)星數(shù)量S'和準(zhǔn)極軌道面數(shù)量P'的多個(gè)數(shù)值組合，用戶從多個(gè)數(shù)值組合中選擇一個(gè)組數(shù)值合，完成可重構(gòu)星座的構(gòu)建。

在本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)準(zhǔn)極軌道面上衛(wèi)星最大數(shù)量為N(S)，設(shè)準(zhǔn)極軌道面最大數(shù)量為N(O)，則準(zhǔn)極軌道面上衛(wèi)星數(shù)量S'取值范圍為1到N(S)，準(zhǔn)極軌道面數(shù)量P'取值范圍為1到N(O)，將對(duì)衛(wèi)星數(shù)量S'和準(zhǔn)極軌道面數(shù)量P'進(jìn)行雙重迭代循環(huán)取值獲得N(S)*N(O)個(gè)取值組合，在不超過(guò)預(yù)計(jì)衛(wèi)星成本的情況下選擇一個(gè)最優(yōu)的取值組合，完成可重構(gòu)星座的構(gòu)建。

上述多重覆蓋的可重構(gòu)星座的構(gòu)建方法方法，從衛(wèi)星補(bǔ)網(wǎng)周期、連續(xù)服務(wù)可靠性出發(fā)，根據(jù)設(shè)置參數(shù)獲取同軌道高度的可重構(gòu)星座的星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)，根據(jù)星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)獲取準(zhǔn)極軌道面上衛(wèi)星數(shù)量S'和準(zhǔn)極軌道面數(shù)量P'，完成可重構(gòu)星座的構(gòu)建，大幅度降低了對(duì)單星可靠性的要求，進(jìn)而降低了單星成本，大幅度改善了衛(wèi)星過(guò)設(shè)計(jì)、高成本、生產(chǎn)周期短等瓶頸問(wèn)題，該方法使得星座具有多重全球連續(xù)覆蓋的功能，大幅度提高了星座的服務(wù)可靠性和連續(xù)性，實(shí)現(xiàn)了星座覆蓋區(qū)域互補(bǔ)和重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星服務(wù)資源的動(dòng)態(tài)調(diào)配，提高了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)星座組網(wǎng)的靈活性，更易于衛(wèi)星批產(chǎn)化生產(chǎn)，為提供低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)電信級(jí)可靠性運(yùn)營(yíng)服務(wù)奠定基礎(chǔ)。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種多重覆蓋的可重構(gòu)星座，包括沿不同經(jīng)線分布的多個(gè)同軌道高度的準(zhǔn)極軌道面，每個(gè)準(zhǔn)極軌道面上設(shè)有多個(gè)衛(wèi)星；所述可重構(gòu)星座的星座經(jīng)度覆蓋帶重?cái)?shù)為n，其中，所述R表示全球連續(xù)服務(wù)可靠性要求，所述T表示衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命，所述r表示單星可靠性，所述t表示單星補(bǔ)網(wǎng)周期；準(zhǔn)極軌道面上衛(wèi)星數(shù)量S'和準(zhǔn)極軌道面數(shù)量P'滿足如下等式關(guān)系：其中，α表示單星覆蓋地心角，E表示已知的星地最小通信仰角，H為軌道高度，Re為地球半徑。