一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端技术方案

本发明专利技术涉及一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端，包括捕获跟踪瞄准装置，其能够进行姿态变换以捕获第一低轨卫星发射的激光束，从而使得手持终端能够与低轨卫星建立第一激光通信链路；在手持终端与第一低轨卫星建立第一激光通信链路的情况下，第一低轨卫星将手持终端的第一信息传递至具有确定位置的同步卫星以使得同步卫星发射的激光束能够覆盖手持终端，并且第一低轨卫星能够将与手持终端建立第二激光通信链路的第一同步卫星的第二信息传递至手持终端，以使得手持终端能够基于自身属性选择其中一个能够与其建立第二激光通信链路的第一同步卫星并调整捕获跟踪瞄准装置的姿态捕获同步卫星发射的激光束以随时随地建立第二激光通信链路。

A Handheld Terminal Based on LEO Satellite Optical Communication System

The present invention relates to a handheld terminal based on LEO satellite optical communication system, including a capture, tracking and aiming device, which can perform attitude transformation to capture the laser beam emitted by the first LEO satellite, thus enabling the handheld terminal to establish a first laser communication link with the LEO satellite, and the first low when the handheld terminal establishes a first laser communication link with the first LEO satellite. Orbiting satellites transmit the first information of the handheld terminal to the synchronous satellite with a fixed position so that the laser beam emitted by the synchronous satellite can cover the handheld terminal, and the second information of the first synchronous satellite that establishes a second laser communication link with the handheld terminal can be transmitted to the handheld terminal so that the handheld terminal can select one of them based on its own attributes. The first synchronous satellite with which the second laser communication link can be established and the attitude of the acquisition, tracking and aiming device can be adjusted to capture the laser beam emitted by the synchronous satellite so as to establish the second laser communication link at any time and anywhere.

【技术实现步骤摘要】
一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端
本专利技术涉及卫星通信
，尤其涉及一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端。
技术介绍
卫星通信是航天、通信、信息和新材料技术的结合体，是世界高精尖技术之一，在信息时代它体现了国家在高新
的综合实力。卫星通信产业作为信息通信业的重要组成部分，在国家信息基础设施建设、实现普遍服务、创建和谐信息社会和国家安全战略中发挥越来越重要的作用。随着人类海上活动的日益频繁，海上应急通信保障在海洋活动中的作用越发显现，是通往海洋强国的必由之路。但是，目前海洋通信较发达的陆地通信而言，海洋通信存在覆盖范围、通信质量等方面有所欠缺。海上应急响应窗口时间短、要求能够快速建立现场通信，对应急通信的快速反应提出了非常高的请求。鉴于此，需要一种能够迅速建立通信连接的海上通信设备。例如，公开号为CN108390714A的中国专利公开的一种便携式通用航空通信手持终端，包括信息采集处理模块和卫星电话语音通信模块，信息采集处理模块包括中央处理单元、定位信息采集单元、报文接发单元、ADSB新型采集单元和存储单元；定位信息采集单元的输出端与中央处理单元的输入端单向电性连接，所述报文收发单元的输出端与中央处理单元的输入端单向电性连接，ADSB新型采集单元的输出端与中央处理单元的输入端单向电性连接。本专利技术避免了森林、沙漠、海洋等地面网和2G/3G/4G覆盖不到的特殊环境地区语音通信的不方便，解决了现有手持终端不具备卫星通信功能，无法在不借助地面基站的情况下进行语音通信，由于基站覆盖率有限，导致通信局限性大的问题。例如，公开号为CN207835450U的中国专利公开的一种野外便携式卫星通信站，用以解决现有技术无法在应急救援任务中进行野外卫星通信的问题。该技术包括运输车辆，控制柜、供电系统和卫星系统，供电系统包括发电机和发电机线盘，控制柜包括控制柜主体、计算机、网络交换机、卫星调制解调器、语音网关、视频会议终端、市电输入接口、市电输出接口、HDMI输出端口、HDMI输入端口、左音频输出端口、右音频输出端口、音频输入端口、网络接口、电话接口、BUC接口、LNB接口、音响、权限麦克风、显示屏、卫星电话、卫星天线底座和卫星天线。例如，公开号为CN104637348A的中国专利公开的一种便携式应急管制系统及其应急管制方法。该系统用于在无固定式管制中心的环境中，对飞行器进行管制，该系统采用多协议转换器与固定式管制中心相连，多协议转换器连接通信服务器，通信服务器连接ADS-B和GPS接收单元和卫星通信单元，并通过光纤连接固定式管制中心；通信服务器将来自多协议转换器、ADS-B和GPS接收单元、卫星通信单元以及固定式管制中心的信息传递至处理终端；处理终端对接收到数据进行处理获得飞行实时动态，并根据飞行实时动态通过对空指挥电台进行指挥控制；对空指挥电台与飞行器之间采用语音通信的形式进行指挥控制，同时对空指挥电台发出的通话话音数据通过音频输入线入处理终端，处理终端对该通话话音数据进行保存。例如，公开号为CN202014248U的中国专利公开的一种全背负式野外卫星应急工作站，包括用于负责对数据进行处理、数据信息交换的信息处理器；用于对野外卫星应急工作站的传输网络进行管理的网络管理器；与信息处理器、网络管理器分别连接并与便携式卫星天线设备通过射频电缆连接的卫星传输模块；用于将采集的地质灾害状况信息输入信息处理器，以及与信息处理器进行信息交换的业务传输模块。其将野外灾害现场所需的数据通信、语音通信和视频通信集成一体，适用于各种不同灾害现场，符合将业务应急电话、数据传输、视频监控、视频会议和OA等功能的应用；另外，重量轻，适合单人背负外出使用。例如，公开号为CN106533484A的中国专利公开的一种车载模式卫星手持终端。其包括显示屏模组、应用处理器模块、卫星通信处理器模块、本机天线、终端设备结构外壳、终端天线转接装置和车载天线；显示屏模组通过FPC连接线与应用处理器模块连接，应用处理器模块与卫星通信处理器模块连接，卫星通信处理器模块与天线转接装置连接，显示屏模组、应用处理器模块、卫星通信处理器模块、本机天线与终端设备结构外壳连接；终端天线转接装置与终端设备结构外壳连接；终端设备结构外壳通过终端天线转接装置与车载天线连接。例如，公开号为CN101938287B的中国专利公开的一种手持卫星通信终端及该终端指导用户将天线对准卫星的方法。该终端包括主控芯片、通过控制与数据接口分别与主控芯片相连接的卫星通信功能块和外部设备、通过显示接口与主控芯片相连接的显示设备，还包括GPS定位模块、磁场传感器和加速度传感器，GPS定位模块通过UART接口与主控芯片连接；磁场传感器通过I2C接口与主控芯片连接；加速度传感器通过SPI接口与主控芯片连接。其方法是实时计算出卫星和天线指向的方位，并以图形方式在终端显示界面上显示，可指导用户方便、快速、直观的将天线准确指向卫星方向，从而解决了在野外使用卫星通信终端时获得较好的通信效果，地面卫星通信终端将天线对准卫星确定卫星位置的操作不便(辅助设备多，计算费时，天线指向不明确)的问题。例如，公开号为CN204031165U的中国专利公开的一种移动卫星通信系统手持终端，基带板与射频板之间设置有射频屏蔽罩；后壳上设置有背夹，通过活动轴固定安装在后壳上；设置有气囊组件，气囊组件由至少一个气体发生器和设置于手持终端外缘的收缩气囊组成；出声孔截面上设置有金属防尘网，主板上设有天线本体和馈源，金属防尘网与馈源形成射频连接。该技术在基带板与射频板之间增设了射频屏蔽罩，可以有效消除基带板和射频板之间的相互干扰，提高了手持终端工作稳定性；金属防尘网与天线馈源形成射频连接后，提高了手持终端天线走线的灵活度和自由度。例如，公开号为CN108281768A的中国专利公开的一种双频天线及其终端。该终端包括主板、集群通信模块、卫星电话通信模块和双频天线。该双频天线包括一螺旋臂辐射体、一相位功分器、一圆极化/线极化合路器、一共模/差膜合路器以及RF馈线；其中，螺旋臂辐射体与相位功分器连接；圆极化/线极化合路器与相位功分器并联，通过RF馈线连接到共模/差膜合路器；线极化信号以共模形式沿RF馈线传输至圆极化/线极化合路器，圆极化信号以差模形式沿RF馈线传输至相位功分器。例如，公开号为CN108832991A的中国专利公开的一种卫星网络语音通信优化系统。包括用户终端，用于接收语音信号，卫星天线，用于把语音信号传输到卫星通信模块；卫星通信模块，用于建立语音通话连接、语音信号的编解码及语音信号的发射和接收；语音网关，用于把语音信号发送给指定的用户终端，实现通话功能；本专利技术还公开了基于卫星网络语音通信方法。本专利技术有效地解决了森林、沙漠，海洋等地面网和2G/3G/4G覆盖不到的特殊环境地区的语音通信问题，对现场救援、汇报，起到非常重要的作用。经过对现有技术的调研，目前的手持终端大多数都应用于电磁波通信领域，而在激光通信领域相对较少。
技术实现思路
低轨卫星在与手持终端建立激光通信链路时，由于地轨卫星与地球之间具有不同的角速度，因此低轨卫星与手持终端的激光通信链路会不断地频繁地切换，在切换时及其造成已经建立了的激光通信链路中段通信，这对于应急本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端，包括捕获跟踪瞄准装置，所述捕获跟踪瞄准装置能够进行姿态变换以捕获第一低轨卫星(10)发射的激光束，从而使得所述手持终端(40)能够与所述第一低轨卫星(10)建立第一激光通信链路，其特征在于，在所述手持终端(40)与所述第一低轨卫星(10)建立第一激光通信链路的情况下，所述第一低轨卫星(10)在其发射的激光束不能覆盖所述手持终端之前将所述手持终端(40)的第一信息传递至具有确定位置的至少一个发射的激光束能够覆盖所述手持终端(40)的同步卫星(20)，并且所述第一低轨卫星(10)将能够与所述手持终端(40)建立第二激光通信链路的第一同步卫星(20a)的第二信息通过所述第一激光通信链路传递至所述手持终端(40)，以使得所述手持终端(40)能够基于自身属性选择其中一个能够与其建立所述第二激光通信链路的所述第一同步卫星(20a)并调整所述捕获跟踪瞄准装置的姿态，从而所述手持终端(40)能够捕获所述第一同步卫星(20a)发射的激光束以随时随地建立所述第二激光通信链路形成应急通信链路。

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨卫星光通信系统的手持终端，包括捕获跟踪瞄准装置，所述捕获跟踪瞄准装置能够进行姿态变换以捕获第一低轨卫星(10)发射的激光束，从而使得所述手持终端(40)能够与所述第一低轨卫星(10)建立第一激光通信链路，其特征在于，在所述手持终端(40)与所述第一低轨卫星(10)建立第一激光通信链路的情况下，所述第一低轨卫星(10)在其发射的激光束不能覆盖所述手持终端之前将所述手持终端(40)的第一信息传递至具有确定位置的至少一个发射的激光束能够覆盖所述手持终端(40)的同步卫星(20)，并且所述第一低轨卫星(10)将能够与所述手持终端(40)建立第二激光通信链路的第一同步卫星(20a)的第二信息通过所述第一激光通信链路传递至所述手持终端(40)，以使得所述手持终端(40)能够基于自身属性选择其中一个能够与其建立所述第二激光通信链路的所述第一同步卫星(20a)并调整所述捕获跟踪瞄准装置的姿态，从而所述手持终端(40)能够捕获所述第一同步卫星(20a)发射的激光束以随时随地建立所述第二激光通信链路形成应急通信链路。2.如权利要求1所述的手持终端，其特征在于，在所述第一低轨卫星(10)基于星历数据和所述第一信息不能选定至少一个所述同步卫星(20)的情况下，所述第一低轨卫星(10)基于星历数据和所述第一信息选定第二低轨卫星(30)作为在所述第一低轨卫星(10)不能与所述手持终端(40)建立所述第一激光链路的情况下与所述手持终端(40)建立第三激光通信链路的卫星，以使得所述手持终端(40)能够随时随地与卫星建立通信连接；其中，所述第一低轨卫星(10)与所述第二低轨卫星(30)建立通信连接以使得所述第二低轨卫星(30)能够至少部分地获取所述手持终端(40)的所述第一信息以能够在所述第一低轨卫星(10)在其发射的激光束不能覆盖所述手持终端(40)之时所述第二低轨卫星(30)能够与所述手持终端(40)建立所述第三激光通信链路。3.如权利要求1或2所述的手持终端，其特征在于，在所述第一同步卫星(20a)与所述手持终端(40)建立所述第二激光通信链路之前，所述第一低轨卫星(10)基于星历数据和所述第一信息选定至少一个所述同步卫星(20)并与之建立通信连接，所述第一低轨卫星(10)在接收到所述同步卫星(20)反馈的第三信息之后确定所述第一同步卫星(20a)作为与所述手持终端(40)建立所述第二激光通信链路的所述同步卫星(20)；在所述手持终端(40)不能确定所述第一同步卫星(20a)能够作为与所述手持终端(40)建立所述第二激光通信链路的所述同步卫星(20)的情况下，所述第一低轨卫星(10)基于星历数据和所述第一信息选定第二低轨卫星(30)作为在所述第一低轨卫星(10)不能与所述手持终端(40)建立所述第一激光链路的情况下与所述手持终端(40)建立第三激光通信链路的卫星，以使得所述手持终端(40)能够随时随地与卫星建立通信连接。4.如前述权利要求之一所述的手持终端，其特征在于，所述捕获跟踪瞄准装置在捕获所述第一低轨卫星(10)发射的激光束的过程中通过机械构造模块进行姿态调整，其中，所述机械构造模块包括承载部和姿态调整部，所述捕获跟踪瞄准装置固定安装于所述承载部，所述承载部与所述姿态调整部活动连接，从而使得所述捕获跟踪瞄准装置能够在所述姿态调整部的作用下以调整所述捕获跟踪瞄准装置的方位角和/或仰角，在所述捕获跟踪瞄准装置捕获到所述第一低轨卫星(10)发射的激光束时，所述姿态调整部停止活动，并且所述捕获跟踪瞄准装置将所述方位角和所述仰角传通过所述第一激光通信链路传递至所述第一低轨卫星(10)；所述第一低轨卫星(10)能够基于所述方位角和所述仰角反演出所述手持终端(40)的位置并且能够基于所述第一激光通信链路向所述手持终端(40)传递信息。5.如前述权利要求之一所述的手持终端，其特征在于，所述第一低轨卫星(10)将所述方位角和所述仰角传递至至少一个同步卫星(20)，所述至少一个同步卫星(20)基于所述方位角、所述仰角及其位置信息生成所述第三信息反馈至所述第一低轨卫星(10)，所述第一低轨卫星(10)选定所述第一同步卫星(20a)作为与所述手持终端(40)建立所述第二激光通信链路的卫星并且将所述第一同步卫星(20a)反馈的所述第三信息通过所述第一激光通信链路传递至所述手持终端(40)，所述手持终端(40)基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：任维佳，杨峰，杜志贵，陈险峰，
申请(专利权)人：长沙天仪空间科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43