一种用于载波监测终端的卫星捕获方法技术

本发明专利技术提供一种用于载波监测终端的卫星捕获方法，包括：

【技术实现步骤摘要】
一种用于载波监测终端的卫星捕获方法


[0001]本专利技术涉及卫星通信领域，具体来说，涉及卫星通信领域中的卫星捕获技术，更具体地说，涉及针对载波监测终端的卫星捕获技术，即一种用于载波监测终端的卫星捕获方法
。

技术介绍

[0002]载波监测终端是一种服务于卫星网络覆盖和干扰测试的测试仪表，其支持低轨宽带
、
低轨窄带
、
高轨宽带等多种卫星通信方式，对卫星互联网建设具有重要意义
。
其中，载波监测终端在每一个采样周期内对出现在其上空的所有卫星进行一次捕获与测量，以实现对卫星信号的监测分析以及卫星网络覆盖范围和信号质量的评估
。
[0003]现有技术中载波监测终端通过如下方式在每一个采样周期内对出现在其上空的所有卫星进行一次捕获与测量：在一个采样周期内遍历所有的在轨卫星星历信息，以推算出所有在轨卫星的当前位置和出现在载波监测终端上空的卫星，进而依次计算出所有出现在载波监测终端上空的卫星相对载波监测终端的距离
、
方位角
、
俯仰角，并根据从近到远的顺序控制载波监测终端天线对准其上空的卫星，依次对卫星进行捕获和测量
。
[0004]虽然现有技术所提出的方案可以实现载波监测终端对卫星的捕获与测量，但是，由于现有技术中载波监测终端需要在一个很短的采样周期内遍历所有在轨卫星的星历信息以推演所有在轨卫星的当前位置和出现在载波监测终端上空的卫星，导致现有技术所提出的方案存在计算量大
、
计算速度慢的问题
。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种用于载波监测终端的卫星捕获方法和一种载波监测终端
。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的
。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供一种用于载波监测终端的卫星捕获方法，所述载波监测终端用于捕获卫星以测量卫星信号，所述方法包括：
S1、
获取目标轨道上所有卫星星历信息并对其进行解析处理以得到每一卫星的运行轨道；
S2、
获取所述载波监测终端的坐标信息并进行坐标转换以构建所述载波监测终端的可视区域；
S3、
基于每一卫星的运行轨道与所述载波监测终端的可视区域计算每一卫星相对于所述载波监测终端的可接入时间段，所有卫星相对于所述载波监测终端的可接入时间段组成可视卫星时间表；
S4、
所述载波监测终端根据所述可视卫星时间表捕获目标卫星
。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述步骤
S1
包括：
S11、
获取目标轨道上所有卫星星历信息并对其进行解析以获得所有卫星的轨道六根数参数；
S12、
基于所有卫星的轨道六根数参数计算每一卫星的运行轨道，其中，按照如下方式计算每一卫星的运行轨道：
[0009][0010]w
s
＝
0.25*c*
Δ
t
[0011]r
＝
a
[0012][0013]其中，
x
s
、y
s
、z
s
表示当前时刻卫星在
XOY
平面上的坐标，
r
表示卫星运行轨道半径，
θ
表示地心到卫星的连线与赤道平面的夹角，
Ω
表示升交点赤经，
i
表示卫星运行轨道倾角，
w
s
表示当前时刻和星历信息中观测时刻的时间差值内卫星转过的角度，
M
表示平近点角，
c
表示卫星每天绕地球圈数，
Δ
t
表示当前时刻和星历信息中观测时刻的时间差值，
a
表示卫星运行轨道半长轴，
a0表示地球同步轨道到地心的距离，
ω
表示近地点幅角
。
[0014]在本专利技术的一些实施例中，所述步骤
S2
包括：
S21、
获取所述载波监测终端在地心地固坐标系上的坐标并将其转换为地心惯性坐标系上的坐标，其中，按照如下方式进行坐标转换：
[0015][0016][0017]其中，
x
ecef
、y
ecef
、z
ecef
表示当前时刻载波监测终端在地心地固坐标系上的坐标，
x
eci
、y
eci
、z
eci
表示当前时刻载波监测终端在地心惯性坐标系上的坐标，
w
表示格里尼治平昌角度，
JD
表示当前时刻的儒略日；
[0018]S22、
将所述载波监测终端在地心惯性坐标系上的坐标转换为二维平面坐标系上的坐标，其中，按照如下方式进行坐标转换：
[0019][0020]其中，
α
t
、
β
t
表示当前时刻载波监测终端在二维平面坐标系上的坐标；
[0021]S23、
基于所述载波监测终端在二维平面坐标系上的坐标计算所述载波监测终端上空可视区域投影到二维平面后的可视区域表示：
[0022][0023][0024]其中，
α
′
、
β
′
表示载波监测终端上空可视区域投影到二维平面后的可视区域表示，
R
表示地球半径，
d
表示载波监测终端上空可视区域投影到地球表面的圆的半径，
h
表示卫星运行轨道高度，
e
表示载波监测终端最小可视仰角
。
[0025]在本专利技术的一些实施例中，所述步骤
S3
包括：
S31、
按照如下方式计算每一卫星的运行轨道投影到二维平面的表示：
[0026][0027]其中，
α
s
、
β
s
表示卫星的运行轨道投影到二维平面的表示；
[0028]S32、
基于所述载波监测终端上空可视区域投影到二维平面后的可视区域表示与每一卫星的运行轨道投影到二维平面的表示，计算一个轨道周内每一卫星出现在所述载波监测终端上空可视区域的时间段；
S33、
判断一个轨道周期内每一卫星出现在所述载波监测终端上空可视区域的时间段时卫星是否能够与所述载波监测终端通信，将不可与所述载波监测终端通信的卫星筛除，以得到每一卫星相对于所述载波监测终端的可接入时间段
。
[0029]在本专利技术的一些实施例中，所述步骤
S4
包括：基于所述可视卫星时间表获取当前时刻能够与所述载波监测终端通信的所有卫星；从当前时刻能够与所述载波监测终端通信的所有卫星中选择与所述载波监测终端距离最小的卫星作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于载波监测终端的卫星捕获方法，所述载波监测终端用于捕获卫星以测量卫星信号，其特征在于，所述方法包括：
S1、
获取目标轨道上所有卫星星历信息并对其进行解析处理以得到每一卫星的运行轨道；
S2、
获取所述载波监测终端的坐标信息并进行坐标转换以构建所述载波监测终端的可视区域；
S3、
基于每一卫星的运行轨道与所述载波监测终端的可视区域计算每一卫星相对于所述载波监测终端的可接入时间段，所有卫星相对于所述载波监测终端的可接入时间段组成可视卫星时间表；
S4、
所述载波监测终端根据所述可视卫星时间表捕获目标卫星
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤
S1
包括：
S11、
获取目标轨道上所有卫星星历信息并对其进行解析以获得所有卫星的轨道六根数参数；
S12、
基于所有卫星的轨道六根数参数计算每一卫星的运行轨道，其中，按照如下方式计算每一卫星的运行轨道：
w
S
＝
0.25*c*
Δ
tr
＝
a
其中，
x
S
、y
s
、z
s
表示当前时刻卫星在
XOY
平面上的坐标，
r
表示卫星运行轨道半径，
θ
表示地心到卫星的连线与赤道平面的夹角，
Ω
表示升交点赤经，
i
表示卫星运行轨道倾角，
w
s
表示当前时刻和星历信息中观测时刻的时间差值内卫星转过的角度，
M
表示平近点角，
c
表示卫星每天绕地球圈数，
Δ
t
表示当前时刻和星历信息中观测时刻的时间差值，
a
表示卫星运行轨道半长轴，
a0表示地球同步轨道到地心的距离，
ω
表示近地点幅角
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤
S2
包括：
S21、
获取所述载波监测终端在地心地固坐标系上的坐标并将其转换为地心惯性坐标系上的坐标，其中，按照如下方式进行坐标转换：系上的坐标，其中，按照如下方式进行坐标转换：其中，
x
ecef
、y
ecef
、z
ecef
表示当前时刻载波监测终端在地心地固坐标系上的坐标，
x
eci
、y
eci
、z
eci
表示当前时刻载波监测终端在地心惯性坐标系上的坐标，
w
表示格里尼治平昌角
度，
JD
表示当前时刻的儒略日；
S22、
将所述载波...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子凡，曹欢，石晶林，周一青，陈岩，王龙河，陈道进，
申请(专利权)人：中国科学院计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：