[发明专利]一种通导一体星座波束调度方法与系统

说明书

本发明提供了一种通导一体星座波束调度方法与系统，涉及卫星通信的技术领域，包括：确定在第一预设时间段内，待导航区域中的目标位置；确定出在第一预设时间段内通导一体星座所包含的全部卫星中的初始卫星，得到第一通信卫星合集；基于第一通信卫星合集确定目标卫星，得到第二通信卫星合集，其中，目标卫星为第一通信卫星合集中与目标位置所构成的几何因子最小的第一预设数量个初始卫星；将目标位置发送给第二通信卫星合集中的卫星，以使第二通信卫星合集中的卫星的下行波束在第一预设时间段内指向目标位置，解决了现有技术中通导一体星座在为用户进行导航时的能量利用率较低的技术问题。

技术领域

本发明涉及卫星通信的技术领域，尤其是涉及一种通导一体星座波束调度方法与系统。

背景技术

现代卫星通信系统多采用波束定向的通信体制，按需为用户分配通信时隙和通信波束，通过调整波束指向，让通信波束总是指向目标用户，而最大化带宽和能量利用效率。传统波束定向的卫星通信中，卫星对于地面特定区域的无线电覆盖通常只有一重。卫星通信的下行无线电信号也可以用于导航用途，但在卫星导航定位中，用户通常需要4重无线电覆盖才能实现定位，需要至少5重无线电覆盖才能有效发现故障和解算异常。

随着卫星通信星座的发展，卫星通信星座已经呈现出规模化趋势，卫星数量常常成百上千，多个卫星完全可以同时覆盖同一区域，从而像导航卫星一样支持热点地区地面用户利用卫星通信的下行信号实现导航定位。

但是在多颗卫星都可以覆盖同一区域的情况下，现有技术中还存在如何进行波束调度，才能使用最小的卫星数量实现用户定位精度的最优化的技术问题。

针对上述问题，还未提出有效的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种通导一体星座波束调度方法与系统，以解决了现有技术中通导一体星座在为用户进行导航时的能量利用率较低的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种通导一体星座波束调度方法，包括：确定在第一预设时间段内，待导航区域中的目标位置，其中，不同预设时间段内所对应的待导航区域不同；基于预设仰角门限值，确定出在所述第一预设时间段内通导一体星座所包含的全部卫星中的初始卫星，得到第一通信卫星合集，其中，所述初始卫星为所述通导一体星座所包含的卫星中在轨位置与所述目标位置之间的仰角小于预设仰角的卫星；确定出所述第一通信卫星合集中的目标卫星，得到第二通信卫星合集，其中，所述目标卫星为所述第一通信卫星合集中与所述目标位置所构成的几何因子最小的第一预设数量个初始卫星；将所述目标位置发送给所述第二通信卫星合集中的卫星，以使所述第二通信卫星合集中的卫星的下行波束在所述第一预设时间段内指向所述目标位置。

进一步地，确定在第一预设时间段内，待导航区域中的目标位置，包括：基于地面用户的覆盖请求，确定出所述待导航区域，其中，所述待导航区域为在所述第一预设时间段内，每经过预设时长被所述全部卫星中的第二预设数量个通信卫星的波束覆盖至少一次的区域；将所述待导航区域中的任一位置确定为所述目标位置。

进一步地，所述覆盖请求携带有所述地面用户的当前位置矢量；基于地面用户的覆盖请求，确定出所述待导航区域，包括：转换步骤，将所述地面用户的当前位置矢量转换为经纬高坐标，其中，P_x为第x个地面用户的当前位置矢量，x为1至X的整数，X为所述地面用户的数量；第一确定步骤，确定出所述地面用户中的目标用户，并将所述目标用户确定为初始用户，其中，所述目标用户为所述地面用户中纬度坐标最大且经度坐标最小的经纬高坐标所对应的地面用户；第二确定步骤，基于所述初始用户的经纬高坐标，确定出中间用户的经纬高坐标，其中，所述中间用户的经纬高坐标为在经度增大方向上与所述初始用户的经纬高坐标之间的顺时针方向旋转角度最小的地面用户的经纬高坐标；第三确定步骤，将所述中间用户的经纬高坐标确定为所述初始用户的经纬高坐标；第一执行步骤，重复执行所述第二确定步骤和第三确定步骤，直至所述中间用户的经纬高坐标为所述目标用户的经纬高坐标，并将所述目标用户的经纬高坐标和所述中间用户的经纬高坐标所包围的区域确定为所述待导航区域。