一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，所述方法包括：通过地面参考点仰角限值定义卫星可视覆盖区域，从而建立最恶劣干扰场景的最优判定机制，设计得到最恶劣干扰场景计算模型；根据判定机制和计算模型，结合包括波束宽度和轨道高度的特征参数，设计基于时间外推的仿真参数计算方法。本发明专利技术面向低轨通信星座有效可靠的干扰仿真需求，通过分析基于时间外推动态场景下的集总干扰模型，研究最恶劣干扰场景最优判定机制，达到干扰最大化的分析目标，突破制约空间巨型星座系统频轨资源兼容性评估方面的核心模型问题，为星座系统频率兼容性分析提供技术支撑。星座系统频率兼容性分析提供技术支撑。星座系统频率兼容性分析提供技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法


[0001]本专利技术属于星座干扰分析
，尤其涉及一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法。

技术介绍

[0002]对于NGSO(Non
‑
Geo
‑
Stationary Orbit，非静止卫星轨道)星座系统频率兼容性干扰分析建模上，都与GSO(Geo
‑
Stationary Orbit，非静止卫星轨道)卫星系统有很大的不同。主要表现在：(1)NGSO星座的卫星数量庞大，当NGSO卫星及其星座经过GSO地球站和卫星之间的路径时，NGSO
‑
GSO卫星干扰的风险也将显著增加；(2)由于NGSO卫星处于高速运动状态，地球站天线也在不断地进行波束切换和卫星切换，NGSO和GSO系统之间的干扰随着时间和空间发生动态改变，从而导致干扰分析的复杂性显著增加。目前国际上有关巨型低轨星座的兼容性分析理论研究基础较为薄弱，尚未形成全球统一标准的兼容性分析和评估方法。以干扰分析最大化为原则，如何获得可靠、有效的干扰分析结果，已成为目前的热点问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术缺陷，提出了一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术提出了一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，所述方法包括：
[0005]通过地面参考点仰角限值定义卫星可视覆盖区域，从而建立最恶劣干扰场景的最优判定机制，设计得到最恶劣干扰场景计算模型；<br/>[0006]根据判定机制和计算模型，结合包括波束宽度和轨道高度的特征参数，设计基于时间外推的仿真参数计算方法。
[0007]作为上述方法的一种改进，所述最恶劣干扰场景包括：低轨通信星座系统与高轨卫星之间以及低轨通信星座系统之间的干扰场景。
[0008]作为上述方法的一种改进，对于最恶劣干扰场景，对受扰系统卫星进行分析，定义最恶劣干扰场景计算的目标函数为：
[0009][0010]对应的约束条件为：
[0011][0012]其中，为受扰系统卫星与地面站通信链路的干扰噪声比，共有N
t
颗NGSO卫星，M
t
个地面测试点；i，j分别表示第i颗NGSO卫星，第j个测试点；M(lon,lat,h)为测试点，即卫星系统地面站出现的位置，lon,lat,h分别为测试点的位置坐标经度、纬度和高度，θ
(th)
为地面站仰角限值，θ为地面站仰角，高于θ
(th)
具备建链条件。
[0013]作为上述方法的一种改进，求解计算的最大值问题，遍历N
t
颗NGSO卫星，得到第i颗NGSO卫星对应的角速度ω
sati
，从而得到干扰与受扰系统卫星可视范围内地面站出现位置的分布。
[0014]作为上述方法的一种改进，所设计的仿真参数包括：通过遍历地球站对应不同干扰NGSO卫星的下行链路时间步长Δt
stepi
‑
down
，选取最小值，确定适应于星座系统间的下行链路干扰仿真时间步长Δt
s
‑
down
：
[0015]Δt
s
‑
down
＝min(Δt
stepi
‑
down
)
[0016][0017]其中，Δt
idown
为下行链路中第i颗干扰NGSO卫星通过受扰系统地球站接收天线主瓣辐射区域所需的时间，N
step
‑
down
为受扰系统地球站接收天线的主瓣辐射区域的采样次数，满足下式：
[0018][0019]其中，ΔR
down
为地球站接收到的干扰信号功率I的分辨率，表示上取整。
[0020]作为上述方法的一种改进，所设计的仿真参数包括：通过遍历地球站对应不同干扰NGSO卫星的上行链路时间步长Δt
stepi
‑
up
，选取最小值，确定适应于星座系统间的上行链路干扰仿真时间步长Δt
s
‑
up
：
[0021]Δt
s
‑
up
＝min(Δt
stepi
‑
up
)
[0022][0023]其中，Δt
iup
为上行链路第i颗受扰NGSO卫星接收天线波束主瓣区域通过干扰地球站所需的时间，N
step
‑
up
为受扰系统NGSO卫星接收天线的主瓣辐射区域的采样次数，满足下式：
[0024][0025]其中，ΔR为受扰系统NGSO卫星接收到的干扰信号功率I的分辨率。
[0026]作为上述方法的一种改进，所设计的仿真参数还包括：根据下式得到星座系统间的仿真总时长T
total
为：
[0027][0028]T
orbits
＝max(T
sat
,T
sati
)
[0029]其中，表示采用最小时间步长所对应的第i颗干扰NGSO卫星通过地球站时历经的地心角，N
step
表示所采用的最小时间步长的所对应受扰地球站接收天线的主瓣辐射区域采样次数，N
step
∈{N
step
‑
up
,N
step
‑
down
}，T
orbits
为采用的最长轨道周期，T
sat
为受扰NGSO星座系统卫星的轨道周期；T
sati
为第i颗干扰NGSO星座系统卫星的轨道周期；
[0030]根据下式得到总的时间步数N
total
为：
[0031][0032]其中，表示向下取整，Δt
s
∈{Δt
s
‑
down
,Δt
s
‑
up
}
[0033]与现有技术相比，本专利技术的优势在于：
[0034]本专利技术面向低轨通信星座有效可靠的干扰仿真需求，通过分析基于时间外推动态场景下的集总干扰模型，研究最恶劣干扰场景最优判定机制，达到干扰最大化的分析目标，突破制约空间巨型星座系统频轨资源兼容性评估方面的核心模型问题，为星座系统频率兼容性分析提供技术支撑。
附图说明
[0035]图1是基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法组织结构；
[0036]图2(a)是NGSO卫星天线参考平面(A,B)坐标系；
[0037]图2(b)是NGSO卫星天线观测坐标系；
[0038]图3(a)是NGSO卫星对测试点M的遍历角示意；
[0039]图3(b)是NGSO卫星的最大遍历范围；
[0040]图4是受扰NGS本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，所述方法包括：通过地面参考点仰角限值定义卫星可视覆盖区域，从而建立最恶劣干扰场景的最优判定机制，设计得到最恶劣干扰场景计算模型；根据判定机制和计算模型，结合包括波束宽度和轨道高度的特征参数，设计基于时间外推的仿真参数计算方法。2.根据权利要求1所述的基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，其特征在于，所述最恶劣干扰场景包括：低轨通信星座系统与高轨卫星之间以及低轨通信星座系统之间的干扰场景。3.根据权利要求2所述的基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，其特征在于，对于最恶劣干扰场景，对受扰系统卫星进行分析，定义最恶劣干扰场景计算的目标函数为：对应的约束条件为：其中，为受扰系统卫星与地面站通信链路的干扰噪声比，共有N
t
颗NGSO卫星，M
t
个地面测试点；i，j分别表示第i颗NGSO卫星，第j个测试点；M(lon,lat,h)为测试点，即卫星系统地面站出现的位置，lon,lat,h分别为测试点的位置坐标经度、纬度和高度，θ
(th)
为地面站仰角限值，θ为地面站仰角，高于θ
(th)
具备建链条件。4.根据权利要求3所述的基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，其特征在于，求解计算的最大值问题，遍历N
t
颗NGSO卫星，得到第i颗NGSO卫星对应的角速度ω
sati
，从而得到干扰与受扰系统卫星可视范围内地面站出现位置的分布。5.根据权利要求1中所述的基于时间外推的最恶劣场景干扰分析方法，其特征在于，所设计的仿真参数包括：通过遍历地球站对应不同干扰NGSO卫星的下行链路时间步长Δt
stepi
‑
down
，选取最小值，确定适应于星座系统间的下行链路干扰仿真时间步长Δt
s
‑
down
：Δt
s
‑
down
＝min(Δt
stepi
‑
down
)其中，Δt
idown
为下行链路中第i颗干扰NGSO卫星通过受扰系统地球站接收天线主瓣辐射区域所需的时间，N
step
‑
down
为受扰系统地球站接收天线的主瓣辐射区域的采样次数，满足下式：其中，ΔR<...

【专利技术属性】
技术研发人员：高翔，姚秀娟，付降寅，李震，
申请(专利权)人：中国科学院国家空间科学中心，
类型：发明
国别省市：