[发明专利]卫星移动通信星座星间测控系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，涉及一种卫星移动通信星座星间测控系统和方法。

背景技术

全球卫星通信系统的研究始于20世纪80年代，目前国外已经在轨运营的全球卫星通信系统，按照运行轨道分为高轨卫星通信(星座)系统与低轨卫星移动通信星座系统，前者以美国的海事卫星通信系统(Inmarsat)为代表，后者以美国的铱星系统(Iridium)为代表。低轨卫星移动通信星座系统具有全球无缝覆盖，通信延时小，可靠性高等优点，是一种新型的全球卫星移动通信系统。

由于低轨星座卫星往往处于高速运动(8km/s)的状态，这使得单星测控可见弧段比较短，并且星座卫星数量通常多达数十颗，运行维护成本很高；在Iridium星座系统中，采用通过遍布全球的11个地面信关站对其进行测控的方式，但是这种方式存在一些问题，大面积全球布站往往是以共享地面移动通信信息资源的方式来实现的，因此缺乏专用的测控链路传输信道，使得测控链路的长期可用度下降；此外，不同国家和地区的多个测控地面站难以维持长期实时的链路联系，再加之地球上各种自然灾害频发且分布范围广，受此影响仅靠地面站台网进行测控则存在较大的链路中断的风险。

为了对低轨通信卫星星座实施长期、有效、实时且更加可靠的测控，需要建立并设计一种专用的可靠性高的测控链路，此链路不仅限于地面测控站台网之间传输，还要利用空间中更高轨道的卫星进行转发传输，即将几颗同步轨道卫星组成天基测控网，在同步轨道卫星与低轨星座卫星之间建立星间链路进行测控，可以有效解决低轨星座卫星测控弧段短的问题，使系统具有更好的测控覆盖率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对目前地面测控站台网对低轨卫星通信星座进行测控普遍存在的测控链路可用度不高与可靠性较低等问题，提出了一种对低轨卫星移动通信星座系统设计测控链路的方法，解决了仅靠地面测控台网不能对低轨卫星移动通信星座系统进行实时、有效、可靠测控的问题，能够提供更好的长期实时的链路可用度并且具有更高的链路可靠性，实现了仅用少数的测控资源即可实施对低轨卫星移动通信星座系统中的数十颗星座卫星测控的功能。

本发明的技术解决方案是：

一种卫星移动通信星座星间测控系统，所述卫星移动通信星座由多颗LEO卫星组成，所述星间测控系统包括三颗GEO卫星和对应的三个地面测控站，所述三颗GEO卫星中包括一颗主GEO卫星和两颗从GEO卫星，均用于对视场范围内LEO卫星进行测控，

所述主GEO卫星将所述对应地面测控站发送的测控指令，直接或通过所述两颗从GEO卫星发送至所述LEO卫星；将所述三颗GEO卫星获取的来自于所述LEO卫星的测控信息发送至所述对应地面测控站。

若所述主GEO卫星无法与所述对应地面测控站传输测控指令和/或测控信息，则利用一颗所述从GEO卫星与所述对应地面测控站传输测控指令和/或测控信息。

所述GEO卫星与所述地面测控站的星间测控频率为Ka频段；两颗所述GEO卫星的最大星间距离为73000km；所述GEO卫星的星间测控天线的可取增益≥26dBi，EIRP≥39dBW；测控接收机的可取门限电平优于-160dBW/-130dBm。

所述GEO卫星与所述LEO卫星间的星间测控频率为S频段；所述GEO卫星与所述LEO卫星的星间距离为34000km～40000km；

一种卫星移动通信星座星间测控方法，所述卫星移动通信星座由多颗LEO卫星组成，包括以下步骤：

利用三颗GEO卫星分别对各自视场范围内LEO卫星进行测控；所述三颗GEO卫星包括一颗主GEO卫星和两颗从GEO卫星；

所述GEO卫星获取上传的测控指令，并直接或通过所述两颗从GEO卫星发送到对应的LEO卫星；

所述两颗从GEO卫星和所述主GEO卫星将接收到的所述LEO卫星的测控信息通过所述主GEO卫星进行下传。

若所述主GEO卫星无法与所述对应地面测控站传输测控指令和/或测控信息，则利用一颗所述从GEO卫星与所述对应地面测控站传输测控指令和/或测控信息。

所述GEO卫星与所述地面测控站的星间测控频率为Ka频段；两颗所述GEO卫星的最大星间距离为73000km；所述GEO卫星的星间测控天线的可取增益≥26dBi，EIRP≥39dBW；测控接收机的可取门限电平优于-160dBW/-130dBm。

所述GEO卫星与所述LEO卫星间的星间测控频率为S频段；所述GEO卫星与所述LEO卫星的星间距离为34000km～40000km；