一种地面站至卫星前向链路无缝切换方法技术

本发明专利技术公开了一种地面站至卫星前向链路无缝切换方法，所述方法包括初始地面站获取切换时刻信息，生成跳变参数信息，将跳变参数信息和切换时刻信息发送至卫星；目标地面站在切换时刻前预先启动发射信号，卫星根据切换时刻信息、跳变参数信息对码环、载波环进行配置，在跟踪环路中从第一星地前向链路跳转至第二星地前向链路，使得卫星不出现信号失锁，实现卫星前向链路的无缝切换。可见，通过本方法使卫星前向链路切换时，卫星信号不中断、业务数据不丢失，保障了卫星前向服务的连续性、可用性。可用性。可用性。

【技术实现步骤摘要】
一种地面站至卫星前向链路无缝切换方法


[0001]本专利技术属于导航通信一体化卫星系统领域，具体涉及一种地面站至卫星前向链路无缝切换方法。

技术介绍

[0002]随着全球经济与科技的快速发展，人类对卫星通信、卫星导航的需求越来越旺盛，卫星星座与地面站网规模都越来越大。对于静止轨道卫星系统而言，为提升系统服务可靠性，地面控制段一般采用两个以上注入站实现冗余备份；对于非静止轨道卫星而言，地面控制段为增加对卫星的测控弧段，一般也采用多个站点进行接力上行注入与控制。对于采用单载波信号体制的卫星前向链路，地面站对卫星前向链路存在一定独占性，此类卫星链路在某一时刻只接收一个地面站所发射的信号。在初始地面站至目标地面站的接力切换过程中，一般采用先关闭初始地面站的发射信号，然后开启目标地面站的发射信号的切换方法，虽然初始地面站、目标地面站对卫星能够同时可视，但存在前后两个地面站所发射信号的链路通断、时延跳变、频偏变化，导致卫星导航或卫星的信号失锁、重捕、跟踪、同步，造成卫星服务数据的暂时中断，进而影响了卫星服务的连续性、可用性。

技术实现思路

[0003]本专利主要针对上述问题，本申请提供了一种地面站至卫星前向链路无缝切换方法，目的在于解决星地链路切换中卫星导航或卫星服务数据存在暂时中断的问题，所述方法应用于地面站至卫星前向链路无缝切换系统中，所述系统包括初始地面站、目标地面站、卫星；所述方法包括：
[0004]所述初始地面站对预设的初始参数信息进行处理，得到跳变参数信息；所述初始参数信息包括初始地面站站址坐标、目标地面站站址坐标、卫星轨道参数；所述跳变参数信息包括参考时刻T0、时延变化参数信息(a0，a1，a2)、频偏变化参数信息(f0，f1，f2)；
[0005]所述初始地面站获取切换时刻信息、业务数据；所述切换时刻信息包括目标站开启时刻、卫星切换计划时刻、初始站关闭计划时刻；
[0006]所述初始地面站利用第一星地前向链路将所述跳变参数信息、切换时刻信息发送至卫星；所述第一星地前向链路为初始地面站至卫星的前向链路；
[0007]在所述目标站开启时刻，所述目标地面站向所述卫星预热发射第二星地前向链路的上行信号；所述第二星地前向链路为目标地面站至卫星的前向链路；
[0008]所述卫星根据所述跳变参数信息、切换时刻信息，对码环、载波环进行配置；
[0009]所述卫星判断是否跟踪到所述第二星地前向链路的上行信号，得到第一判断结果；如果所述第一判断结果为否，继续执行所述卫星判断是否跟踪到所述第二星地前向链路的上行信号，得到第一判断结果；如果所述第一判断结果为是，所述卫星将地面站至卫星的前向链路无缝切换至所述第二星地前向链路，向地面站发送切换成功标识；所述地面站包括初始地面站、目标地面站；
[0010]所述目标地面站等待并判断是否获取到所述卫星切换成功标识，得到第二判断结果；如果第二判断结果为否，继续执行所述目标地面站等待并判断是否获取到所述切换成功标识，得到第二判断结果；如果所述第二判断结果为是，所述目标地面站利用所述第二星地前向链路向卫星发送业务数据；
[0011]在所述初始站关闭计划时刻，所述初始地面站判断是否收到所述卫星发送的切换成功标识，得到第三判断结果；如果所述第三判断结果为是，则所述初始地面站停止发射；如果所述第三判断结果为否，则触发执行所述初始地面站对预设的初始参数信息进行处理，得到跳变参数信息。
[0012]可选的，所述初始地面站通过人工输入的方式获取切换时刻信息。
[0013]可选的，所述初始地面站获取切换时刻信息，包括：
[0014]所述初始地面站获取卫星切换计划时刻T
p
；
[0015]根据所述卫星切换计划时刻T
p
，利用目标地面站开启时刻计算模型计算，得到目标地面站开启时刻T
s
；
[0016]所述目标地面站开启时刻计算模型为：
[0017]T
s
＝T
p
‑
t1[0018]式中，T
s
表示目标地面站开启时刻，T
p
表示卫星切换计划时刻，t1表示提前开启参数；
[0019]根据所述卫星切换计划时刻T
p
，利用初始地面站关闭时刻计算模型计算，得到初始站关闭计划时刻T
c
；
[0020]所述初始地面站关闭时刻计算模型为：
[0021]T
c
＝T
p
+t3[0022]式中，T
c
表示初始地面站关闭计划时刻，T
p
表示卫星切换计划时刻，t3表示关闭时延参数。
[0023]可选的，所述初始地面站对预设的初始参数信息进行处理，得到跳变参数信息，包括：
[0024]所述初始地面站利用本地存储的切换前预设时间内的初始地面站至卫星的星地距离序列为AS
i
、目标地面站至卫星的星地距离序列为BS
i
；所述i∈[0,N]，计算跳变参数信息，所述N表示地面站至卫星的星地距离序列的长度；
[0025]判断是否数据序列时间范围长度大于15分钟、数据时间间隔Δt为1秒，得到第四判断结果；
[0026]如果所述第四判断结果为否，继续执行所述初始地面站利用本地存储的切换前预设时间内的初始地面站至卫星的星地距离序列为AS
i
、目标地面站至卫星的星地距离序列为BS
i
；
[0027]将所截取数据序列时间范围的起始时刻记为T0，其他数据历元参考时间分别为T1,T2,...,T
N
；
[0028]将所述跳变参数信息中参考时刻更新为所述T0；
[0029]利用预设的距离变化序列计算模型、多普勒变化序列计算模型，计算上行路径距离变化序列和多普勒变化序列；
[0030]所述预设的距离变化序列计算模型为：
[0031]D
i
＝BS
i
‑
AS
i
[0032]式中，D
i
表示距离变化序列，AS
i
表示初始地面站至卫星的星地距离序列，BS
i
表示目标地面站至卫星的星地距离序列；
[0033]所述预设的多普勒变化序列计算模型为
[0034]F
i
＝D
i
·
f
c
/(c
·
Δt)
[0035]式中，F
i
表示多普勒变化序列，D
i
表示距离变化序列，f
c
为地面至卫星前向上行信号中心频率，所述c表示光速，Δt表示数据时间间隔。
[0036]利用预设的时延变化拟合模型、多普勒变化拟合模型，对所述距离变化序列D
i
、多普勒变化序列F
i
处理，得到跳变参数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地面站至卫星前向链路无缝切换方法，其特征在于，应用于地面站至卫星前向链路无缝切换系统中，所述系统包括初始地面站、目标地面站、卫星；所述方法包括：所述初始地面站对预设的初始参数信息进行处理，得到跳变参数信息；所述初始参数信息包括所述初始地面站的站址坐标、所述目标地面站的站址坐标、所述卫星的轨道参数；所述跳变参数信息包括参考时刻、时延变化参数信息、频偏变化参数信息；所述初始地面站获取切换时刻信息、业务数据；所述切换时刻信息包括目标站开启时刻、卫星切换计划时刻、初始站关闭计划时刻；所述初始地面站利用第一星地前向链路将所述跳变参数信息、切换时刻信息发送至卫星；所述第一星地前向链路为初始地面站至卫星的前向链路；在所述目标站开启时刻，所述目标地面站向所述卫星预热发射第二星地前向链路的上行信号；所述第二星地前向链路为目标地面站至卫星的前向链路；所述卫星根据所述跳变参数信息、切换时刻信息，对码环、载波环进行配置；所述卫星判断是否跟踪到所述第二星地前向链路的上行信号，得到第一判断结果；如果所述第一判断结果为否，继续执行所述卫星判断是否跟踪到所述第二星地前向链路的上行信号，得到第一判断结果；如果所述第一判断结果为是，所述卫星将地面站至卫星的前向链路无缝切换至所述第二星地前向链路，向地面站发送切换成功标识，所述地面站包括初始地面站、目标地面站；所述目标地面站等待并判断是否获取到所述切换成功标识，得到第二判断结果；如果所述第二判断结果为否，继续执行所述目标地面站等待并判断是否获取到所述切换成功标识，得到第二判断结果；如果所述第二判断结果为是，所述目标地面站利用所述第二星地前向链路向卫星发送业务数据；在所述初始站关闭计划时刻，所述初始地面站判断是否收到所述切换成功标识，得到第三判断结果；如果所述第三判断结果为是，则所述初始地面站停止发射；如果所述第三判断结果为否，则触发执行所述初始地面站对预设的初始参数信息进行处理，得到跳变参数信息。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：张天桥，陈金平，赵金贤，郭睿，辛洁，徐赟，孙淑贤，邵佳妮，郭靖蕾，王冬霞，蒲俊宇，祖安然，李松林，黄双临，
申请(专利权)人：中国人民解放军三二零二一部队，
类型：发明
国别省市：