[發明專利]低軌衛星網絡的內接多邊形均勻覆蓋地理分區方法和裝置

有效

• 申請號: 202110253090.5
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN112803989B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉鋒;黃陳旭;翟煜瑢;徐楨;劉凱
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 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所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 安衛靜

1.一種低軌衛星網絡的內接多邊形均勻覆蓋地理分區方法，其特征在于，包括：

獲取低軌道衛星網絡分布信息；

基于所述低軌道衛星網絡分布信息將地球表面劃分為多個初始經度區間；

基于所述多個初始經度區間和衛星通信覆蓋區域內接多邊形的原則將地球表面劃分為多個地理分區；其中，所述地理分區包括：包含極點的極地地理分區和不包含極點的非極地地理分區；所述衛星通信覆蓋區域內接多邊形的原則包括：所述極地地理分區為球面三角形，所述非極地地理分區為內接于衛星通信覆蓋區域的球面梯形，且所有地理分區由經緯線包圍；

其中，基于所述低軌道衛星網絡分布信息將地球表面劃分為多個初始經度區間，包括：

基于所述低軌道衛星網絡分布信息確定所述多個初始經度區間的數量；其中，所述多個初始經度區間的數量小于2倍軌道面數；

基于所述多個初始經度區間的數量確定每一個初始經度區間的經度范圍；其中，第p個初始經度區間表示為，；表示所述多個初始經度區間的數量；

其中，基于所述多個初始經度區間和衛星通信覆蓋區域內接多邊形的原則將地球表面劃分為多個地理分區，包括：

針對第一初始經度區間，以第一極點為起點確定內接于衛星通信覆蓋區域的第一個地理分區；其中，所述第一初始經度區間為所述多個初始經度區間中的任意一個初始經度區間；所述第一極點包括以下任意一個極點：南極點，北極點；所述第一個地理分區為球面三角形，且所述球面三角形由經緯線包圍，所屬于第p個經度區間的第k個地理分區的經度區間表示為，表示預設經度區間調整參數，且；

以上一個地理分區的終止緯線作為下一個地理分區的起始緯線，迭代計算所屬于所述第一初始經度區間的其余地理分區，直至滿足預設結束條件，并將第二極點與迭代計算得到的最后一個地理分區之間的區域劃撥至所述最后一個地理分區；其中，所述第二極點為與所述第一極點不同的極點；迭代計算得到的地理分區為內接于衛星通信覆蓋區域的球面梯形，且所述球面梯形由經緯線包圍；所述預設結束條件包括：所述最后一個地理分區的終止緯線與所述第二極點之間的緯度差小于，所述第一初始經度區間劃分的地理分區總數不大于；，表示衛星的覆蓋半徑，表示地球半徑，表示覆蓋仰角，表示衛星軌道高度，表示地球中心與目標地理分區中心的連線與地球中心和目標地理分區所有頂點連線之間的最大夾角；L表示緯度變化1度的距離；表示每個軌道面上的衛星數；

針對第二初始經度區間，以所述第二極點為起點，并采用與所述第一初始經度區間劃分地理分區相同的方法為所述第二初始經度區間劃分地理分區；其中，所述第二初始經度區間為所述第一初始經度區間的相鄰經度區間。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

針對第一初始經度區間，若所述第一極點為南極點，則計算所述第一初始經度區間內位于北極區域之外的任意一個目標地理分區時，判斷所述目標地理分區的中心是否位于赤道以下；其中，所述北極區域表示北極點與迭代計算得到的最后一個地理分區之間的區域；

若是，則所述目標地理分區滿足以下第一分區條件：，，其中，，表示所述目標地理分區的目標起始緯度，表示所述目標地理分區的目標終止緯度，表示所述目標終止緯度與所述目標起始緯度之間的距離，表示比例系數，且，為滿足的向下取整值，表示所述目標終止緯度上地理分區的兩個頂點之間的經度差值，表示衛星的覆蓋面積；

若否，則所述目標地理分區滿足以下第二分區條件：，。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

基于以下接入原則為每個所述非極地地理分區確定一顆接入衛星：

判斷當前時刻是否只有一顆衛星滿足第一地理分區的接入條件；其中，所述第一地理分區表示地球表面上的任意一個所述非極地地理分區，所述接入條件為所述第一地理分區的中心點位于衛星覆蓋范圍內；

若是，則控制所述第一地理分區接入所述衛星；

若否，則排除已接入其他地理分區的衛星，并判斷剩余衛星是否唯一；

若所述剩余衛星唯一，則控制所述第一地理分區接入所述剩余衛星；

若所述剩余衛星不唯一，則判斷所述剩余衛星中是否存在只滿足所述第一地理分區接入條件的第一衛星；

若存在，則控制所述第一地理分區接入所述第一衛星；

若不存在，則控制所述第一地理分區接入第二衛星，其中，所述第二衛星為所述剩余衛星中距離所述第一地理分區的分區中心最近的衛星。