一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法及设备技术

本公开涉及一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法及设备。该方法包括：若不在测控站的信号范围内，广播通信请求，通信请求包括用于查询至少一个地面终端的轨控辅助能力；接收至少一个地面终端响应于通信请求的轨控辅助能力信号；根据轨控辅助能力信号选择至少一个轨控辅助地面终端；向至少一个轨控辅助地面终端发送下行轨控辅助信号；接收至少一个轨控辅助地面终端的上行轨控辅助信号；根据上行轨控辅助信号与下行轨控辅助信号，执行轨道调整。该技术方案提供了一种在测控站监控范围之外，由地面终端提供监控的卫星自主轨控方法，该方案具有可执行，低成本的优点。低成本的优点。低成本的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法及设备


[0001]本公开涉及通信
，具体涉及一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法及设备。

技术介绍

[0002]低轨卫星通信系统(Low Earth Orbitsatellite，LEO)是由大量低轨卫星组成的星座系统。LEO能够提供大量无线通信接入服务，满足全球低成本的无线通信的需求。由于低轨卫星和地球不同步，各卫星的相对位置也在不断的变化之中，这样会导致各卫星偏移目标轨道运行，无法提供无线通信接入服务。因此需要对低轨卫星进行实时轨道调整。
[0003]传统的卫星轨道调整技术包括，通过测控站对卫星的轨道进行跟踪，进而，在卫星偏离轨道时，通过通信链路向卫星星载计算机注入变轨信令，由卫星星载计算机执行轨道调整。由于地面测控站对于在测控范围内的低轨卫星通常提供一对一监控，但是测控站的数量相对低轨卫星的数量较少，而由于建设测控站的成本较高，按照卫星的数量部署测控站难以实现，导致目前由测控站监控LEO中每个卫星的轨道调整也难以实现。

技术实现思路

[0004]针对现有的技术问题，本专利技术提出一种大量存在的低成本地面终端监控的卫星自主轨控方法。
[0005]第一方面，本公开实施例中提供了一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法，包括：
[0006]若不在测控站的信号范围内，广播通信请求，所述通信请求包括用于查询至少一个地面终端的轨控辅助能力；
[0007]接收所述至少一个地面终端响应于所述通信请求的轨控辅助能力信号；
[0008]根据所述轨控辅助能力信号选择至少一个轨控辅助地面终端；
[0009]向所述至少一个轨控辅助地面终端发送下行轨控辅助信号；
[0010]接收所述至少一个轨控辅助地面终端的上行轨控辅助信号；
[0011]根据所述上行轨控辅助信号与所述下行轨控辅助信号，执行轨道调整。
[0012]进一步的，所述通信请求还包括用于查询所述至少一个地面终端的转发能力，所述转发能力指示相应的地面终端存在至少一个通信链路与测控站连接；
[0013]接收所述至少一个地面终端响应于所述通信请求的转发能力信号；
[0014]根据所述转发能力信号选择至少一个转发地面终端；
[0015]向所述至少一个转发地面终端发送轨控监测数据包。
[0016]进一步的，所述至少一个轨控辅助地面终端与所述至少一个转发的地面终端为所述至少一个地面终端中相同的地面终端；或者，所述至少一个地面终端中的部分地面终端具有轨控辅助能力，所述至少一个地面终端中的另一部分地面终端具有所述转发能力。
[0017]进一步的，所述根据所述上行轨控辅助信号与所述下行轨控辅助信号，执行轨道
调整，包括：
[0018]根据所述下行轨控辅助信号发送时间点T
下
和所述上行轨控辅助信号接收时间点T
上
，计算得到当前与第n轨控辅助地面终端之间的双向传输延迟τ
n
＝1/2(|T
上
‑
T
下
|)；
[0019]根据设定的目标轨道位置与所述第n轨控辅助地面终端之间的距离d
nt
，计算所述第n轨控辅助地面终端与所述目标轨道位置间的双向传输延迟以及轨控误差Δ
n
＝d
nt
/c
‑
τ
n
，其中c为光速；
[0020]若所述轨控误差Δ
n
小于预定的阈值，在当前轨道运动；
[0021]若所述轨控误差Δ
n
大于预定的阈值，则利用所述轨控误差Δ
n
，计算脉冲宽度控制信号，向推进器发送所述脉冲宽度控制信号，控制推进器实施轨道调整。
[0022]进一步的，在向推进器发送所述脉冲宽度控制信号之前，
[0023]还包括：对齐所述脉冲宽度控制信号发送时间点与所述下行轨控辅助信号发送时间点或者所述上行轨控辅助信号接收时间点。
[0024]第二方面，本公开实施例提供了一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法，
[0025]应用于地面终端，所述地面终端具有轨控辅助能力，所述方法包括：
[0026]接收来自轨道飞行器的通信请求；
[0027]响应于所述通信请求，向所述轨道飞行器反馈轨控辅助能力信号；
[0028]接收来自所述轨道飞行器的下行轨控辅助信号；
[0029]向所述轨道飞行器反馈上行轨控辅助信号，以使所述轨道飞行器根据所述下行轨控辅助信号和所述上行轨控辅助信号执行轨道调整；
[0030]进一步的，至少一个地面终端接收来自轨道飞行器的通信请求，所述通信请求用于查询至少一个地面终端的转发能力，所述转发能力指示所述至少一个地面终端存在至少一个通信链路与测控站连接；
[0031]所述至少一个地面终端向所述轨道飞行器反馈转发能力信号；
[0032]反馈转发能力信号的所述至少一个地面终端被选择为至少一个转发地面终端；
[0033]所述至少一个转发地面终端接收轨控监控数据包，
[0034]并向测控站转发所述轨控监控数据包。
[0035]进一步的，具有轨控辅助能力的地面终端和被选择为转发地面终端的地面终端是相同的地面终端或不同的地面终端。
[0036]进一步的，以使所述轨道飞行器根据所述下行轨控辅助信号和所述上行轨控辅助信号执行轨道调整，具体包括：
[0037]所述轨道飞行器，根据所述下行轨控辅助信号发送时间点T
下
和所述上行轨控辅助信号接收时间点T
上
，计算得到当前与第n轨控辅助地面终端之间的双向传输延迟τ
n
＝1/2(|T
上
‑
T
下
|)；
[0038]根据设定的目标轨道位置与所述第n轨控辅助地面终端之间的距离d
nt
，计算所述第n轨控辅助地面终端与所述目标轨道位置间的双向传输延迟以及轨控误差Δ
n
＝d
nt
/c
‑
τ
n
，其中c为光速；
[0039]若所述轨控误差Δ
n
小于预定的阈值，则保持当前轨道运动；
[0040]若所述轨控误差Δ
n
大于预定的阈值，则利用所述轨控误差Δ
n
，计算脉冲宽度控制
信号，向推进器发送所述脉冲宽度控制信号，控制推进器施轨道调整。
[0041]第三方面，本公开实施例中提供了一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控飞行器，包括：
[0042]收发模块和调整模块；
[0043]所述收发模块，用于若不在测控站的信号范围内，广播通信请求，所述通信请求包括用于查询至少一个地面终端的轨控辅助能力；接收所述至少一个地面终端响应于所述通信请求的轨控辅助能力信号；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法，其特征在于，所述方法包括：若不在测控站的信号范围内，广播通信请求，所述通信请求包括用于查询至少一个地面终端的轨控辅助能力；接收所述至少一个地面终端响应于所述通信请求的轨控辅助能力信号；根据所述轨控辅助能力信号选择至少一个轨控辅助地面终端；向所述至少一个轨控辅助地面终端发送下行轨控辅助信号；接收所述至少一个轨控辅助地面终端的上行轨控辅助信号；根据所述上行轨控辅助信号与所述下行轨控辅助信号，执行轨道调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信请求还包括用于查询所述至少一个地面终端的转发能力，所述转发能力指示相应的地面终端存在至少一个通信链路与测控站连接；接收所述至少一个地面终端响应于所述通信请求的转发能力信号；根据所述转发能力信号选择至少一个转发地面终端；向所述至少一个转发地面终端发送轨控监测数据包。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个轨控辅助地面终端与所述至少一个转发地面终端为所述至少一个地面终端中相同的地面终端；或者，所述至少一个地面终端中的部分地面终端具有轨控辅助能力，所述至少一个地面终端中的另一部分地面终端具有所述转发能力。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述上行轨控辅助信号与所述下行轨控辅助信号，执行轨道调整，包括：根据所述下行轨控辅助信号发送时间点T
下
和所述上行轨控辅助信号接收时间点T
上
，计算得到当前与第n轨控辅助地面终端之间的双向传输延迟τ
n
＝1/2(|T
上
‑
T
下
|)；根据设定的目标轨道位置与所述第n轨控辅助地面终端之间的距离d
nt
，计算所述第n轨控辅助地面终端与所述目标轨道位置间的双向传输延迟以及轨控误差Δ
n
＝d
nt
/c
‑
τ
n
，其中c为光速；若所述轨控误差Δ
n
小于预定的阈值，在当前轨道运动；若所述轨控误差Δ
n
大于预定的阈值，则利用所述轨控误差Δ
n
，计算脉冲宽度控制信号，向推进器发送所述脉冲宽度控制信号，控制推进器实施轨道调整。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在向推进器发送所述脉冲宽度控制信号之前，还包括：对齐所述脉冲宽度控制信号发送时间点与所述下行轨控辅助信号发送时间点或者所述上行轨控辅助信号接收时间点。6.一种巨型星座中基于地面终端辅助的自主轨控方法，其特征在于，应用于地面终端，所述地面终端具有轨控辅助能力，所述方法包括：接收来自轨道飞行器的通信请求；响应于所述通信请求，向所述轨道飞行器反馈轨控辅助能力信号；接收来自所述轨道飞行器的下行轨控辅助信号；向所述轨道飞行器反馈上行轨控辅助信号，以使所述轨道飞行器根据所述下行轨控辅助信号和所述上行轨控辅助信号执行轨道调整。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
至少一个地面终端接收来自轨道飞行器的通信请求，所述通信请求用于查询至少一个地面终端的转发能力，所述转发能力指示所述至少一个地面终端存在至少一个通信链路与测控站连接；所述至少一个地面终端向所述轨道飞行器反馈转发能力信号；反馈转发能力信号的所述至少一个地面终端被选择为至少一个转发地面终端；所述至少一个转发地面终端接收轨控监控数据包，并向测控站转发所述轨控监控数据包。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，具有轨控辅助能力的地面终端和被选择为转发地面终端的地面终端是相同的地面终端或不同的地面终端。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，以使所述轨道飞行器根据所述下行轨控辅助信号和所述上行轨控辅助信号执行轨道调整，具体包括：所述轨道飞行器，根据所述下行轨控辅助信号发送时间点T
下
和所述上行轨控辅助信号接收时间点T
上
，计算得到当前与第n轨控辅助地面终端之间的双向传输延迟τ
n
＝1/2(|T
上
‑
T
下
|)；根据设定的目标轨道位置与所述第n轨控辅助地面终端之间的距离d
nt
，计算所述第n轨控辅助地面终端与所述目标轨道位置间的双向传输延迟以及轨控误差Δ
n
＝d
nt
/c
‑
τ
n
，其中c为光速；若所述轨控误差Δ
n
小于...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢涛，
申请(专利权)人：北京九天微星科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：