[发明专利]低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法

权利要求书

1.一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，包括依次连接的通信天线单元、调制解调器、通信处理单元和用户通信设备，所述通信天线单元包括相控阵接收天线阵列、相控阵发射天线阵列、全景摄像头、测向GNSS天线和姿态测量单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列通过波束控制器连接到通信处理单元；所述全景摄像头和姿态测量单元均连接到通信处理单元；所述测向GNSS天线通过测向GNSS天线接收机连接到通信处理单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列连接有变频器，所述变频器通过调制解调器连接到通信处理单元，所述用户通信设备通过通信处理单元和调制解调器进行用户数据的传输；

所述全景摄像头、测向GNSS天线、相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列设置于通信天线单元的顶部；所述全景镜头设置于相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列之间，所述全景摄像头包括可见光传感器和红外传感器；所述测向GNSS天线数目为两个，两个所述测向GNSS天线安装于通信天线单元顶部的两端或两侧，所述测向GNSS天线测量通信天线单元的位置、授时和方位；所述的姿态测量单元测量通信天线单元的横滚角和俯仰角；

所述全景摄像头安装在相控阵天线的扫描盲区；所述测向GNSS天线安装在相控阵天线的扫描盲区；所述全景摄像头安装后面向天空，所述相控阵天线与测向GNSS天线安装在全景摄像头视野范围之外，所述全景摄像头视角大于等于140°；

所述通信处理单元与通信天线单元传输的信号包括1路视频信号，4路控制和/或状态信号：所述通信处理单元通过1路视频信号与全景摄像头连接，传输全景摄像头获取的环境观测视频流；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与波束控制器连接，向波束控制器发送相控阵天线的方位角和俯仰角的控制指令，并接收波束控制器的状态；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与测向GNSS接收机连接，接收位置、授时和方位数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与姿态测量单元连接，接收姿态数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与变频器连接，向变频器发送配置指令，并接收变频器的状态。

2.如权利要求1所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述调制解调器通过两路射频电缆与通信天线单元的变频器连接，两路所述射频电缆分别传输上行射频信号和下行射频信号；所述调制解调器将上行射频信号发送到变频器，所述变频器将上行射频信号传送至相控阵发射天线阵列；所述相控阵接收天线阵列将下行射频信号传送至变频器，所述变频器将下行射频信号传送至调制解调器；所述调制解调器通过两个以太网接口与通信处理单元连接，其中一个以太网接口传输用户数据，另一个以太网接口传输调制解调器的控制和/或状态数据；所述通信处理单元通过一个以太网接口与用户通信设备连接进行用户数据的传输。

3.如权利要求1所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述通信处理单元连接有驾驶员显示设备，所述通信处理单元通过一个以太网接口与驾驶员显示设备连接并进行数据传输。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：通信处理单元接收全景摄像头视频流，并进行视频处理，得到可见天空掩膜；

S2：通信处理单元接收测向GNSS接收机和姿态测量单元数据，获取实时位置、授时、方位和姿态信息；

S3：通信处理单元根据卫星两行根数数据，并根据实时位置、时间、方位和姿态信息，计算实时可用卫星相对于相控阵天线的方位角和俯仰角，得到可用卫星的方位角和俯仰角列表；

S4：通信处理单元将可用卫星方位角和俯仰角列表与可见天空掩膜进行融合处理，输出可见卫星列表，并向驾驶员显示设备输出可见卫星星空图；

S5：通信处理单元根据可见卫星列表实时跟踪卫星，并与调制解调器以及用户通信设备连接，实现用户数据的传输或缓存。