[发明专利]一种低轨卫星星座全球单重覆盖及频率复用算法

权利要求书

1.一种低轨卫星星座全球单重覆盖及频率复用算法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：接收用户输入的卫星天线波束模型、卫星轨道模型、地球模型，根据卫星天线波束模型、卫星轨道模型、地球模型联合生成天线方向图、天线指向、星地位置关系参数，并计算波束于地面的投影，统计出波束在地面上辐射相对功率谱密度在-12dB以上的区域，将这部分区域设为该波束所能影响的地面区；其中，m个波束影响的覆盖范围B＝{B₁,B₂,…,B_i, …, B_M}；

S2：在地面建立若干采样点，采用力学排斥漂移模型迭代生成采样点集合；共生成采样点n个，得到采样点集合S＝{S₁,S₂,…,S_N}；

S3：将生成的采样点集合对照步骤S1中覆盖范围B，统计出各采样点所处的波束，得到S_i∈{B_a,B_b,..,B_x}；

S4：根据采样点所在波束信息，反过来统计波束内所有的采样点集合，得到{S_a,S_b,...,S_x}∈B_i；

S5：判断Bi内的采样点集合是否全部位于排序在其之前的波束B1～Bi-1内，若判断结果为是，则判断波束Bi应处于关闭状态，若判断结果为否，则保持波束Bi的开启；直到完成对所有覆盖范围B＝{B₁,B₂,…,B_i, … , B_M}的判断，并给出低轨卫星星座所有波束在当前时刻T为满足单重覆盖所需的波束开关闭状态表C＝{C₁,C₂,…,C_i,…,C_M}，其中C_i为代表波束B_i开关闭状态的布尔值；

S6:预设低轨星座所有频段共k段，记为{F1,F2,…,Fk}，按照每个波束B_i对应一个频段Fk的原则，随机分配给所有处于开启状态的波束；

S7:统计采样点集合S＝{S₁,S₂,…,S_N}中每个点所处于开启状态波束的频段，得到F_Si∈{F_a,F_b,...,F_x}，若F_si中有重复的值，意味着该采样点存在来自不同波束的同频干扰，并记录重复波束Bi＝{R；Bi}，得到重复波束的最终统计结果R；

S8:找到R中出现最多的波束，将其频段修改，并判断新的R是否为空集；若不是，返回S7；若是，完成分配。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座全球单重覆盖及频率复用算法，其特征在于，判断Bi内的采样点集合是否全部位于排序在其之前的波束B1～Bi-1内的步骤中，从波束投影范围B2开始判断。

3.根据权利要求1所述的一种低轨卫星星座全球单重覆盖及频率复用算法，其特征在于，波束对地投影覆盖范围，由于天线波束方向图形状极为复杂，且绝大多数波束投影方向并不指向地心，因此-12dB对应的边界投影在地面所呈形状为复杂的非规则形状；以天线平面法线方向为轴线，相对应-12dB球坐标方位角范围为c(n)，以卫星为坐标中心，以天线指向为中心轴，通过判断地面采样点所在位置、卫星连线L、c(n)所围成的夹角来鉴别地面采样点是否位于该波束的影响范围之内。