车载智能卫星气象水文通信系统技术方案

本发明专利技术公开了车载智能卫星气象水文通信系统，包括车载智能终端、电源模块、定位模块、地面通信控制中心、编译码模块和多个通信卫星，所述车载智能终端设置于车辆上，所述电源模块与所述车载智能终端电性连接，所述定位模块设置于所述车载智能终端上，所述地面通信控制中心与所述车载智能终端通过无线网络建立数据通信连接，多个所述通信卫星均与所述地面通信控制中心通信连接，所述编译码模块分别设置在所述车载智能终端和多个所述通信卫星上。本发明专利技术通信质量良好，提高了消息数据的传送准确性，且能够保持原有编码性能，解决了卫星通信链路传输时延长、信号易衰落、误码率高的问题，大大地降低了编译码开销，提升了译码成功率。

【技术实现步骤摘要】
车载智能卫星气象水文通信系统
本专利技术涉及通信
，具体为车载智能卫星气象水文通信系统。
技术介绍
卫星气象学是利用卫星探测资料研究大气的一门学科，也是研究如何利用卫星遥感技术获取气象要素和应用其探测资料分析研究大气演变规律的学科。它是随着人造地球卫星的出现，而发展起来的大气科学分支。卫星获取的云图和探空、测风以及辐射数据，经过计算机处理和输出图像，以可视化信息，提供天气分析和预报、气候监测、下垫面动态、灾害和灾情监控。现有的卫星气象水文通信系统大都需要设计组合通信系统，无法自适应地选择最优通信卫星，且卫星通信链路传输时延长、信号易衰落、误码率高，大大地增加了编译码开销，译码成功率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供车载智能卫星气象水文通信系统，可自适应地选择最优通信卫星，使得始终保持良好的通信质量，解决了车辆进入偏远山区后通信质量差的问题，提高了消息数据的传送准确性，且能够保持原有编码性能，解决了卫星通信链路传输时延长、信号易衰落、误码率高的问题，大大地降低了编译码开销，提升了译码成功率，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：车载智能卫星气象水文通信系统，包括：车载智能终端，所述车载智能终端设置于车辆上；电源模块，所述电源模块与所述车载智能终端电性连接，所述电源模块用于为所述车载智能终端供电；定位模块，所述定位模块设置于所述车载智能终端上，所述定位模块用于对所述车载智能终端的位置进行定位；地面通信控制中心，所述地面通信控制中心与所述车载智能终端通过无线网络建立数据通信连接，所述地面通信控制中心用于根据所述定位模块所定位的位置调度所述车载智能终端的通信链路；多个通信卫星，多个所述通信卫星均与所述地面通信控制中心通信连接，其中一个所述通信卫星根据所述地面通信控制中心调度的通信链路与所述车载智能终端通信连接，多个所述通信卫星用于向所述车载智能终端发送气象水文数据文件；编译码模块，所述编译码模块分别设置在所述车载智能终端和多个所述通信卫星上，所述编译码模块用于对所述通信卫星发送给所述车载智能终端的气象水文数据文件进行编码、传输和译码。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述的定位模块包括GPS模块和北斗定位模块。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述电源模块包括蓄电池和电源接口，所述蓄电池和电源接口分别与所述车载智能终端电性连接，所述的电源接口用于所述车载智能终端从车辆处获取电力，所述蓄电池用于为所述车载智能终端提供备用电力。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述编译码模块对所述通信卫星发送给所述车载智能终端的气象水文数据文件进行编码、传输和译码的具体方法包括：S11.对发送的文件进行分割，形成原始信息分组；S12.对原始信息分组进行喷泉码编码，形成编码分组；S13.编码分组通过通信链路发送给所述车载智能终端，所述车载智能终端接收到足够数据包后进行喷泉码译码；S14.如果未能恢复出全部原始信息分组，则将需要重传的数据块编号以及通信链路的质量状况，反馈给所述通信卫星，如果恢复出全部原始信息分组，则不启动反馈机制；S15.所述通信卫星若接收到反馈信息，根据通信链路的质量状况，实时动态调整喷泉码编码参量，并启动重传机制。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述S12中的具体编码方法包括：S121.根据实时编码参量中的码长K以及小包长度L，构造满秩矩阵A；S122.通过对构造矩阵A进行逆变换，对原始信息分组进行预编码，获得中间编码分组C；S123.使用编码发生器对中间编码分组C进行编码，获得待发送的编码分组。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述步骤S14还包括在接收端创建一个最多存储M个数据的队列，用于存储每个数据块的丢包率；该队列被设置为如果数据接收完后未能完全恢复原始信息分组，则计算通信链路的平均丢包率其中，Pi表示第i个数据块的丢包率，N表示数据块个数，最大为M，将需要重传的数据块编号以及代表通信链路质量状况的实时丢包率Pt一起反馈给通信卫星。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述步骤S15中通信卫星接收到反馈信息后，获取到代表通信链路质量状况的丢包率Pt,再根据公式计算分析得到实时的喷泉码编码冗余，其中，β为喷泉码编码冗余度，β′表示在允许的译码失败概率下的喷泉码编码冗余，计算分析得到实时的喷泉码编码冗余后，对喷泉码编码参量进行实时调整，并对需要重传的数据块进行编码重传。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，其中一个所述通信卫星根据所述地面通信控制中心调度的通信链路与所述车载智能终端建立通信连接的具体方法包括：S21.接收请求通信的所述车载智能终端的通信请求，根据所述定位模块对所述车载智能智能的地理位置进行定位；S22.所述地面通信控制中心基于获取到的多个所述通信卫星的地理位置信息以及所述车载智能终端的地理位置信息，利用预设最近距离接入策略，确定所述车载智能终端的接入通信卫星。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述S22中多个所述通信卫星的地理位置信息获取的具体方法包括：S31.根据所述通信卫星自身的经纬度，利用预设经纬度映射公式，计算得到将所述通信卫星映射到地球经线时所述通信卫星对应的映射纬度，确定所述通信卫星自身作为轨道基准卫星；S32.根据轨道基准卫星的映射纬度和轨道基准卫星与同轨相邻卫星间的第一预设纬度差值，计算得到轨道基准卫星的同轨相邻卫星的映射纬度，根据同轨相邻卫星的映射纬度，以及卫星轨道与地球经线间的预设偏角，利用预设的经纬度反映射公式，计算得到同轨相邻卫星的经纬度；S33.判断是否得到与所述通信卫星同轨的所有卫星的经纬度，若已得到与所述通信卫星同轨的所有卫星的经纬度，则记录得到的与所述通信卫星同轨的所有卫星的经纬度，将所述通信卫星所处轨道上的所有卫星作为网络基准卫星；S34.根据各网络基准卫星的映射纬度、以及各所述网络基准卫星与异轨相邻卫星间的第二预设纬度差值，计算得到与第一轨道为相邻异轨的第二轨道上所有卫星的映射纬度，第一轨道为各网络基准卫星所处轨道，根据第二轨道上所有卫星的映射纬度，以及卫星轨道与地球经线间的预设偏角，利用预设的经纬度反映射公式，计算得到所述第二轨道上所有卫星的经纬度；S35.判断是否得到与所述通信卫星异轨的所有卫星的经纬度，若得到与所述卫星异轨的所有卫星的经纬度，则记录得到的与所述卫星异轨的所有卫星的经纬度。作为本专利技术的车载智能卫星气象水文通信系统优选的，所述S22中利用预设最近距离接入策略，确定所述车载智能终端的接入通信卫星的具体方法包括：S41.基于获取到的多个所述通信卫星的地理位置信息以及所述车载智能终端端的地理位置信息，利用预设最近距离计算公式计算得到各个所述通信卫星与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于，包括：/n车载智能终端，所述车载智能终端设置于车辆上；/n电源模块，所述电源模块与所述车载智能终端电性连接，所述电源模块用于为所述车载智能终端供电；/n定位模块，所述定位模块设置于所述车载智能终端上，所述定位模块用于对所述车载智能终端的位置进行定位；/n地面通信控制中心，所述地面通信控制中心与所述车载智能终端通过无线网络建立数据通信连接，所述地面通信控制中心用于根据所述定位模块所定位的位置调度所述车载智能终端的通信链路；/n多个通信卫星，多个所述通信卫星均与所述地面通信控制中心通信连接，其中一个所述通信卫星根据所述地面通信控制中心调度的通信链路与所述车载智能终端通信连接，多个所述通信卫星用于向所述车载智能终端发送气象水文数据文件；/n编译码模块，所述编译码模块分别设置在所述车载智能终端和多个所述通信卫星上，所述编译码模块用于对所述通信卫星发送给所述车载智能终端的气象水文数据文件进行编码、传输和译码。/n

【技术特征摘要】
1.车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于，包括：
车载智能终端，所述车载智能终端设置于车辆上；
电源模块，所述电源模块与所述车载智能终端电性连接，所述电源模块用于为所述车载智能终端供电；
定位模块，所述定位模块设置于所述车载智能终端上，所述定位模块用于对所述车载智能终端的位置进行定位；
地面通信控制中心，所述地面通信控制中心与所述车载智能终端通过无线网络建立数据通信连接，所述地面通信控制中心用于根据所述定位模块所定位的位置调度所述车载智能终端的通信链路；
多个通信卫星，多个所述通信卫星均与所述地面通信控制中心通信连接，其中一个所述通信卫星根据所述地面通信控制中心调度的通信链路与所述车载智能终端通信连接，多个所述通信卫星用于向所述车载智能终端发送气象水文数据文件；
编译码模块，所述编译码模块分别设置在所述车载智能终端和多个所述通信卫星上，所述编译码模块用于对所述通信卫星发送给所述车载智能终端的气象水文数据文件进行编码、传输和译码。


2.根据权利要求1所述的车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于：所述的定位模块包括GPS模块和北斗定位模块。


3.根据权利要求1所述的车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于：所述电源模块包括蓄电池和电源接口，所述蓄电池和电源接口分别与所述车载智能终端电性连接，所述的电源接口用于所述车载智能终端从车辆处获取电力，所述蓄电池用于为所述车载智能终端提供备用电力。


4.根据权利要求1所述的车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于：所述编译码模块对所述通信卫星发送给所述车载智能终端的气象水文数据文件进行编码、传输和译码的具体方法包括：
S11.对发送的文件进行分割，形成原始信息分组；
S12.对原始信息分组进行喷泉码编码，形成编码分组；
S13.编码分组通过通信链路发送给所述车载智能终端，所述车载智能终端接收到足够数据包后进行喷泉码译码；
S14.如果未能恢复出全部原始信息分组，则将需要重传的数据块编号以及通信链路的质量状况，反馈给所述通信卫星，如果恢复出全部原始信息分组，则不启动反馈机制；
S15.所述通信卫星若接收到反馈信息，根据通信链路的质量状况，实时动态调整喷泉码编码参量，并启动重传机制。


5.根据权利要求4所述的车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于：所述S12中的具体编码方法包括：
S121.根据实时编码参量中的码长K以及小包长度L，构造满秩矩阵A；
S122.通过对构造矩阵A进行逆变换，对原始信息分组进行预编码，获得中间编码分组C；
S123.使用编码发生器对中间编码分组C进行编码，获得待发送的编码分组。


6.根据权利要求4所述的车载智能卫星气象水文通信系统，其特征在于：所述步骤S14还包括在接收端创建一个最多存储M个数据的队列，用于存储每个数据块的丢包率；该队列被设置为如果数据接收完后未能完全恢复原始信息分组，则计算通信链路的平均丢包率其中，Pi表示第i个数据块的丢包率，N表示数据块个数，最大为M，将需要重传的数据块编号以及代表通信链路质量状况的实时丢包率Pt一起反馈给通信卫星。


7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡友彬，王雅，杨小佳，史纬恒，王一怡，吴永远，胡鑫，徐君炜，宁达俊昊，
申请(专利权)人：胡友彬，
类型：发明
国别省市：江苏;32