平流层航空器及其双链路卫星通信方法技术

本发明专利技术涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种平流层航空器及其双链路卫星通信方法，该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
平流层航空器及其双链路卫星通信方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，尤其涉及一种平流层航空器及其双链路卫星通信方法。

技术介绍

[0002]平流层航空器主要用于对地球表面进行军事与民用侦察、观测的战略装备，而通信手段显得非常重要，一旦与地面失去联系，整个航空器也就失去了应有的价值。
[0003]现有的平流层航空器的卫星通信主要使用单天线设备，而平流层高空温差较大，气压较低，设备的运行环境比较恶劣，单天线设备的故障率过高，无备份链路，从而无法进行通信，同时单天线存在遮挡的可能性较大(卫星通信的前提是天线对准卫星，有障碍物挡住天线即无法进行通信)。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，旨在解决单天线设备故障或被遮挡的情况下无法进行通信的问题，本专利技术提供了一种平流层航空器的双链路卫星通信方法，该航空器使用双天线与双链路的主备链路切换，从而在一个天线出现故障或遮挡时，还能够使用另一个天线通过卫星网络实现与地面通信，增强使用体验效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，提供了一种平流层航空器的双链路卫星通信方法，包括以下步骤：
[0007]⑴
若航空器的第一天线和第二天线都处于正常状态，使用所述第一天线与卫星之间的第一卫星链路进行通信，再通过所述卫星与地面基站进行通信；
[0008]⑵
判断所述第一天线是否出现遮挡或者故障，若为是，则所述航空器切换到所述第二天线，使用所述第二天线与所述卫星之间的第二卫星链路进行通信后结束；若为否，则使用第一卫星链路进行通信；
[0009]⑶
所述航空器进一步判断所述第二天线是否出现遮挡、故障或者资源拥塞，若为是，则执行步骤
⑷
；若为否，则使用第二卫星链路进行通信；
[0010]⑷
使用第一卫星链路与所述卫星进行通信；
[0011]所述航空器根据上述判断顺序选择处于正常工作状态的所述第一天线或所述第二天线用于通信。
[0012]进一步地，还包括以下步骤：在步骤
⑵
判断出所述第一天线未出现遮挡或者故障，所述航空器进一步判断所述第一天线是否出现资源拥塞，若为是，则所述航空器重新切换到所述第二天线，使用第二卫星链路与所述卫星进行通信；若为否，则使用第一卫星链路进行通信。
[0013]进一步地，所述第一天线与所述第二天线具有相同的IP地址，同时所述第一天线与所述第二天线分别采用第一SVN(Satellite virtual network，卫星虚拟网络)与第二SVN。
[0014]进一步地，所述地面基站包括地面站天线、由多个路由器组成的MPLS/IP骨干网、防火墙与控制中心，在所述第一天线或所述第二天线传输的数据通过所述卫星通信被所述地面站天线接收后，经过所述MPLS/IP骨干网，所述MPLS/IP骨干网分别为所述第一天线及所述第二天线配置对应的第一VRF(Virtual Routing Forwarding，虚拟路由转发)和第二VRF，在所述防火墙处使用路由控制的方式，实现主备切路径的切换，把数据传输到相应的所述控制中心。
[0015]进一步地，所述路由控制的方式为：若所述第一天线和所述第二天线都处于正常工作状态，根据防火墙配置路由策略，允许所述第一VRF的路由通过，阻断所述第二VRF的路由；
[0016]若所述第一天线出现故障，则修改防火墙配置路由策略，阻断所述第一VRF的路由，允许所述第二VRF的路由通过。
[0017]进一步地，根据所述第一天线与所述第二天线所在位置和所述卫星轨位计算出所述第一天线与所述第二天线的仰角和方位角，将所述仰角与所述方位角比对预设值判断所述第一天线或所述第二天线是否遮挡。
[0018]进一步地，所述第一天线与所述第二天线的仰角和方位角的计算公式如下：
[0019]所述方位角：A＝180
°
+arctg{tg(x－z)/sinφ}；
[0020]所述仰角：H＝arctg{[cosβ－R/(R+h)]/sinβ}；
[0021]cosβ＝cosφcos(x－z)；
[0022]z为所述第一天线与所述第二天线所指所述卫星的经度；x为所述地面基站经度；φ为所述地面基站纬度；R为地球半径；h为所述卫星高度；R/(R+h)＝0.1512665。
[0023]第二方面，提供了一种使用上述双链路卫星通信方法的平流层航空器，包括：
[0024]载荷，包括传感器与网络设备；
[0025]二层交换机，包括载荷交换机、第一交换机与第二交换机，所述载荷与所述载荷交换机信号连接，所述第一交换机与所述第二交换机与所述载荷交换机信号连接；
[0026]天线，包括第一天线与第二天线，所述第一天线与所述第一交换机信号连接，所述第二天线与所述第二交换机信号连接。
[0027]进一步地，所述第一天线与所述第二天线的方位角与俯仰角相同，所述第一天线与所述第二天线安装位置不同。
[0028]进一步地，所述方位角为0
‑
360
°
，所述俯仰角为0
‑
90
°
。
[0029]本专利技术所阐述的一种平流层航空器及其双链路卫星通信方法，其有益效果在于：
[0030]1、本专利技术的平流层航空器使用第一天线与第二天线，因此在第一天线或第二天线中的任意一个出现遮挡或者故障时，平流层航空器可以切换至正常的天线进行卫星通信，保证给每个数据包分配最优质、最高效的链路，提升了通信可靠性与用户体验感，解决了因为设备的运行环境比较恶劣，单天线设备的故障率过高或容易存在遮挡，无备份链路，导致无法进行通信的问题；
[0031]2、在第一天线或第二天线中的任意一个出现资源拥塞时，平流层航空器可以切换至通信资源充足的天线进行卫星通信，从而可以保证通信的质量。
[0032]3、本专利技术采用简单的二层网络架构，把复杂的三层网络架构留在可控的地面基站，从而简化了航空器的网络架构，减少了航空器的能耗。
[0033]4、本专利技术的第一天线的第一SVN使用单独的第一VRF，第二天线的第二SVN使用单独的第二VRF，保证第一天线和第二天线使用相同的IP地址在MPLS/IP骨干网传输里面不受影响。
[0034]5、本专利技术采用卫星通信与网络技术相结合，通过使用卫星通信与MPLS/IP骨干网相融合，通过在防火墙处使用路由阻断的方式，实现双天线的主备路径的切换，把数据传输到相应的控制中心，地面基站能实时监控状态和数据，及时做出相应的控制和处理。
附图说明
[0035]图1是本专利技术的平流层航空器的双链路卫星通信方法流程图之一。
[0036]图2是本专利技术的平流层航空器的双链路卫星通信方法流程图之二。
[0037]图3是本专利技术航空器通过卫星与地面基站通信的主架构图。
[0038]图中所示标号：1、航空器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平流层航空器的双链路卫星通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴
若航空器的第一天线和第二天线都处于正常状态，使用所述第一天线与卫星之间的第一卫星链路进行通信，再通过所述卫星与地面基站进行通信；
⑵
判断所述第一天线是否出现遮挡或者故障，若为是，则所述航空器切换到所述第二天线，使用所述第二天线与所述卫星之间的第二卫星链路进行通信后结束；若为否，则使用第一卫星链路进行通信；
⑶
所述航空器进一步判断所述第二天线是否出现遮挡、故障或者资源拥塞，若为是，则执行步骤
⑷
；若为否，则使用第二卫星链路进行通信；
⑷
使用第一卫星链路与所述卫星进行通信；所述航空器根据上述判断顺序选择处于正常工作状态的所述第一天线或所述第二天线用于通信。2.根据权利要求1所述的平流层航空器的双链路卫星通信方法，其特征在于，还包括以下步骤：在步骤
⑵
判断出所述第一天线未出现遮挡或者故障，所述航空器进一步判断所述第一天线是否出现资源拥塞，若为是，则所述航空器重新切换到所述第二天线，使用第二卫星链路与所述卫星进行通信；若为否，则使用第一卫星链路进行通信。3.根据权利要求1或2所述的平流层航空器的双链路卫星通信方法，其特征在于，所述第一天线与所述第二天线具有相同的IP地址，同时所述第一天线与所述第二天线分别采用第一SVN与第二SVN。4.根据权利要求1或2所述的平流层航空器的双链路卫星通信方法，其特征在于，所述地面基站包括地面站天线、由多个路由器组成的MPLS/IP骨干网、防火墙与控制中心，在所述第一天线或所述第二天线传输的数据通过所述卫星通信被所述地面站天线接收后，经过所述MPLS/IP骨干网，所述MPLS/IP骨干网分别为所述第一天线及所述第二天线配置对应的第一VRF和第二VRF，在所述防火墙处使用路由控制的方式，实现主备切路径的切换，把数据传输到相应的所述控制中心。5.根据权利要求4所述的平流...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁恩赐，葛康，林跃焕，
申请(专利权)人：亚太卫星宽带通信深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：