[发明专利]一种宽带卫星通信系统导航服务方法、系统和介质

说明书

本发明涉及一种宽带卫星通信系统导航服务方法、系统和介质，包括以下步骤：基于获得的初定位和初定向信息，卫星地面通信终端与宽带卫星通信系统内的其中一个卫星建立波束聚焦的星地卫星通信，并将该卫星称为主卫星；卫星地面通信终端向地面运控中心请求导航定位服务数据包；地面运控中心在宽带卫星通信系统内选择一组辅助卫星，并向卫星地面通信终端发送导航辅助信息；基于导航定位服务数据包，主卫星和辅助卫星定期地向卫星地面通信终端发送导航测量突发包；基于导航辅助信息，卫星地面通信终端接收主卫星和辅助卫星发送的导航测量突发包并实现导航定位。本发明可以广泛应用于卫星导航领域。

技术领域

本发明属于卫星导航领域，具体涉及一种基于星地波束双向能量聚焦的宽带卫星通信系统导航服务方法、系统和介质。

背景技术

传统通信网络通常利用一张网运行所有业务，依靠诸如DiffServ等IP协议来确定不同业务的优先级。这些协议通常都是零碎的，无法实现端到端的业务编排。为解决这一问题，网络切片技术被提出。网络切片是一种端到端技术，涵盖了核心网和接入网。每个网络切片逻辑上都是一个自给自足的网络，每项业务都拥有一个独立的网络切片。例如，专门的视频网络切片、物联网网络切片或者关键通信网络切片等等。

在6G愿景中，卫星通信网络是实现全场景通信覆盖和更大通信带宽的重要候选技术。事实上，近年来，卫星通信网络发展迅速，比较典型的是非地球同步轨道宽带卫星通信网络，如由几十颗卫星构成的中轨宽带通信卫星网络以及由上万颗卫星构成的低轨巨星座StarLink。这些卫星通常采用Ku和Ka甚至V波段对地面进行通信，其载波频率是传统移动通信卫星系统如铱星系统的10倍到20倍，其带宽也通常达到了100Mbps，采用突发信号和星地双向对准来实现星地高速数据通信。

网络切片的概念，对于卫星通信网络同样重要。比如，卫星通信网络不仅具备与多种不同类型终端的通信能力，还具备提供全球导航定位服务的潜力和全球电磁遥感的潜力。就全球导航定位服务的需求来说，现有全球导航卫星系统工作于L波段，采用广播体制，波束不能聚焦，用户终端只能采用陷波方式被动抗干扰，不能抵御多干扰源带来的分布式干扰。在生命关键和使命关键的场景，保持导航定位的安全可靠显然非常重要。宽带通信卫星系统不仅带宽远高于传统卫星导航系统，而且可以实现星地双向能量聚焦。如能利用宽带通信系统进行导航，可望实现主动、深度的导航干扰免疫的导航定位，但共生于宽带卫星通信系统的导航定位服务，其实现方法显然不同于现有全球导航卫星系统。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种基于星地波束双向能量聚焦的宽带卫星通信系统导航服务方法、系统和介质，利用卫星通信系统星地可以双向波束聚焦的特性，实现宽带卫星通信系统导航定位服务。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种宽带卫星通信系统导航服务方法，包括以下步骤：

基于获得的初定位和初定向信息，卫星地面通信终端与宽带卫星通信系统内的其中一个卫星建立波束聚焦的星地卫星通信，并将该卫星称为主卫星；

卫星地面通信终端向地面运控中心请求导航定位服务数据包；

地面运控中心在宽带卫星通信系统内选择一组辅助卫星，并向卫星地面通信终端发送导航辅助信息；

基于导航定位服务数据包，主卫星和辅助卫星定期地向卫星地面通信终端发送导航测量突发包；

基于导航辅助信息，卫星地面通信终端接收主卫星和辅助卫星发送的导航测量突发包并实现导航定位。

进一步，所述获得初定位和初定向信息的方法为：卫星地面通信终端利用全球导航卫星系统接收机和/或惯性导航系统获得初定位和初定向信息。

进一步，所述导航定位服务数据包包含卫星地面通信终端的初定位结果、信号帧格式选择信息和接收天线阵特性；