[发明专利]分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法

说明书

本发明公开了一种分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法，包括：分布式卫星系统进行时间同步；分布式卫星系统中从卫星的频谱感知单元进行幅频校正；计算分布式卫星系统中从卫星与待感知目标卫星的相对位置；调整分布式卫星系统中从卫星的频谱感知单元的天线，将天线波束指向待感知目标卫星；分布式卫星系统接收目标卫星星间链路信号并提取目标卫星星间链路信号参数；分布式卫星系统基于目标卫星星间链路信号参数进行多星数据融合，得到频谱感知观测矩阵。本发明的星间链路频谱感知方法利用空间分布的多颗卫星协同工作，可以实现对星间链路信号的实时、快速和立体感知，有效应对星间通信中存在的频率资源紧缺、抗干扰能力不足等问题。

技术领域

本发明涉及航天通信技术领域，尤其涉及一种分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法。

背景技术

航天任务日趋多样和复杂，越来越多的任务需要依托规模化的分布式卫星系统(Distributed Satellite System，DSS)来完成。分布式卫星系统定义为由多个卫星组成的任务体系结构，这些卫星相互作用、相互合作、相互通信，从而产生新的系统特性或新的功能。

星间链路(Iner-Satellite Link)是指卫星之间的通信或测量链路，用于实现卫星之间的信息交换和精密测量，对分布式卫星系统实现广域覆盖、提高自主运行能力、实现全球实时测控具有重要作用，正成为分布式卫星系统中不可或缺的组成部分。近年来，以星间链路为基础的低轨卫星星座蓬勃发展。据不完全统计，目前全球宣布部署卫星互联网星座的公司近30家，计划部署卫星总量已经超过2万颗，仅StarLink一个星座就要部署上万颗卫星。

随着空间卫星数量的增加，要实现分布式卫星系统的正常运行，频谱资源的供需矛盾异常突出。对地静止轨道卫星系统之间、非静止轨道卫星星座系统之间、静止轨道和非静止轨道卫星系统星间链路之间的干扰越来越复杂，潜在干扰风险越来越突出。频谱感知是认知无线电通信的关键技术之一，能够缓解频谱资源紧张，为需要通信的用户动态接入到空闲频谱上，提升频谱资源的实际利用率。在星间链路通信中，使用频谱认知技术，可以实时感知频谱环境的变化，便于选择干扰较少、保持时间较长的频段进行通信，有效提升分布式卫星系统星间传输效率和通信质量。

目前的研究中，主要把认知无线电中频谱感知的思想应用于卫星与地面的星地链路中，对于星间链路的电磁频谱认知还是空白。因此，开发一种分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法，以应对星间通信中存在的频率资源紧缺、潜在干扰风险突出等问题，成为本领域的技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法。

为此，本发明公开了一种分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法，应用于分布式卫星系统对星间链路信号的频谱感知，所述分布式卫星系统包括空间分布的多颗卫星，其中一颗卫星为主卫星，其余卫星为N颗从卫星，所述主卫星与所述从卫星之间连接有链路无线网络，所述主卫星和所述从卫星均安装有频谱感知单元，所述分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法包括如下步骤：

S1：分布式卫星系统进行时间同步；

S2：分布式卫星系统中从卫星的频谱感知单元进行幅频校正；

S3：计算分布式卫星系统中从卫星与待感知目标卫星的相对位置；

S4：调整分布式卫星系统中从卫星的频谱感知单元的天线，将天线波束指向待感知目标卫星；

S5：分布式卫星系统接收目标卫星星间链路信号并提取目标卫星星间链路信号参数；

S6：分布式卫星系统基于目标卫星星间链路信号参数进行多星数据融合，得到频谱感知观测矩阵。

进一步地，在上述分布式卫星系统协同星间链路频谱感知方法中，采用双向测量方法进行分布式卫星系统的时间同步，包括：