CN109791189B - 用于估计在从初始轨道到任务轨道的转移阶段中卫星的方向的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于估计在转移阶段中卫星(20)的方向的方法(50)，通过针对不同的测量天线指向方向执行用于测量接收强度的多个步骤(52)来相对于测量天线(30)估计所述卫星方向，其中，由卫星(20)发射的目标信号由测量天线以所述接收强度接收到。另外，目标信号包括被称为单频分量的基本上是正弦的分量，并且每个强度测量步骤(52)包括根据由测量天线(30)提供的信号获得的数字信号的频域中的变换，以在包括单频分量的给定频段上产生所述数字信号的频谱，以及考虑中的指向方向的强度测量是基于频谱的最大值来确定的。
Description
技术领域
本发明涉及观测地球轨道上的卫星的领域。更特别地，本发明涉及用于估计在从被称为“初始轨道”的地球轨道到被称为“任务轨道”的另一地球轨道的转移阶段中卫星的方向的系统和方法。该估计旨在例如在转移阶段期间恢复卫星的轨道。
本发明具有特别有利但是非限制性的下述应用：用于对将卫星从地球同步转移轨道(GTO)定位在地球同步轨道(GEO)中进行监测，特别是当通过卫星的电力推进装置或者通过提供对所述卫星从GTO轨道到GEO轨道的运送的运载工具来执行定位时。
背景技术
通常，实现遥测、跟踪与指挥(TT&C)站以用于监测卫星从GTO轨道(在GTO轨道上所述卫星被发射器所喷射)到GEO轨道的转移阶段。
这样的TT&C站包括高指向性天线以确保足以对在转移阶段期间由卫星发射的遥测信号进行解码的接收水平，并且是机动的以跟踪所述卫星在转移阶段期间的位移。估计的方向对应于使得可以使遥测信号的接收功率测量最大化的天线指向方向。
使用TT&C站是非常昂贵的，使得最好必须尽可能地减少TT&C站的租用持续时间。
然而，在通过电力推进定位在GEO轨道上的情况下，转移时间持续约3个月(在通过混合电力/化学推进装置进行定位的情况下)至约6个月(在唯一通过电力推进装置进行定位的情况下)。
在这段时间(3个月至6个月)内租用TT&C站的费用过高。此外，尽管继续发展使用电力推进装置定位在GEO轨道上，但TT&C站的当前网络将很快供不应求。
替选方案将在于仅偶尔使用TT&C站来监测卫星的转移阶段。在这样的情况下，将使用所述卫星的计划轨迹来估计在使用TT&C站时卫星的方向，以便将所述TT&C站的天线引导到计划方向上。
然而，如果卫星不在计划方向上，例如由于电力推进装置的故障，则所述卫星将丢失并且可能仅通过借助于一个或若干个TT&C站来执行空间扫描才可以找到所述卫星。由于TT&C站的天线的高指向性，这样的扫描将然而是长时间的且昂贵的。
为了克服这些缺点，可以考虑使用配备有指向性低于传统的TT&C站的天线的系统。然而，由卫星发射的遥测信号将以远低于本底噪声的功率电平被接收。此外，由于所使用的天线具有更低的指向性，因此这样的系统将对到达方向接近于所考虑的所述卫星的遥测信号的到达方向的干扰的存在更敏感。
发明内容
本发明的目的是通过提出以下解决方案来弥补现有技术的解决方案——特别是本文中上面公开的那些解决方案——的全部或部分限制，所提出的解决方案使得可以利用比传统的TT&C站的天线的指向性更低的天线来估计在转移阶段中卫星的方向。
为此，并且根据第一方面，本发明涉及一种用于估计在所述卫星从被称为“初始轨道”的地球轨道到被称为“任务轨道”的另一地球轨道的转移阶段期间卫星的方向的方法，通过针对所述测量天线的不同指向方向执行用于通过所述测量天线测量由所述卫星发射的目标信号的接收功率的多个步骤来相对于测量天线估计所述卫星的所述方向，所估计的所述卫星的方向对应于使得可以使功率测量最大化的指向方向。根据本发明，由于目标信号包括被称为“单频分量”的基本上正弦的分量，每个功率测量步骤包括根据由测量天线提供的信号获得的数字信号在频域中的变换，以获得所述数字信号在包括单频分量的被称为“测量频段”的预定频段上的频谱，以及所考虑的指向方向的功率测量是基于频谱的最大值来确定的。
因此，通过使由卫星发射的目标信号(例如所述卫星的遥测信号)的接收功率测量最大化来估计卫星的方向。然而，功率测量是在频域中进行的，这具有若干优点。
一方面，在相当长的时间段内获取数字信号，然后在频域中的处理数字信号会恢复到执行所述数字信号与正弦信号的若干相关，所述正弦信号对应于在频域中所考虑的各种离散频率。这样的布置引入了比传统的TT&C站中的处理增益更大的处理增益，特别是在目标信号的基本上正弦的单频分量上。在使用指向性低于传统的TT&C站的天线的指向性的天线的情况下，这种更大的处理增益使得可以显著改善目标信号的信噪比，该目标信号在测量天线输出处将具有比本底噪声小得多的功率水平。
另一方面，频域中的变换使得可以抑制干扰，该干扰虽然具有接近由卫星发射的目标信号的到达方向的到达方向，但是在所述目标信号的频率中被分开。事实上，考虑包括至少目标信号的单频分量的频率但不包括所述干扰的频率的测量频段就足够了。通过尤其集中于基本上正弦的单频分量上，可以具有相当大的频率选择性，并且因此相对于干扰特别具有鲁棒性。
在特定实施方式中，该方法还可以包括单独采用或根据所有技术上允许的组合采用的一个或若干个以下特征。
在特定实施方式中，在功率测量的步骤期间所考虑的测量频段的宽度可以具有若干不同值。
这样的布置尤其使得可以逐步改善关于干扰的频率选择性。
实际上，若干个参数可以在不同的幅度的程度上影响目标信号的单频分量的频率。一方面，目标信号是利用频率合成来生成的，该频率合成在发射时引入低幅度(通常为几赫兹)的频率扩展，这意味着所述单频分量的频率不严格等于针对所述单频分量的发射所期望的理论频率。此外，由于卫星相对于测量天线的位移引入的并且具有更大的幅度(通常为几百千赫兹)多普勒频移，接收目标信号的单频分量的频率通常不同于发射所述单频分量的频率。
因此，在检测卫星之前，目标信号频率的不确定性可能很大，并且因此优选使用足够宽的测量频段，以确保所述单频分量的频率在所考虑的所述测量频段内。一旦检测到单频分量，就可以考虑更窄的、重定位为以所述单频分量的频率为中心的测量频段，以提高对与单频分量同时接收的任何干扰的抑制。
在特定实施方式中，功率测量的步骤期间所考虑的测量频段以根据先前用于测量功率的步骤期间的所述单频分量的估计频率并且根据卫星的理论轨迹来估计的单频分量的频率为中心。
在特定实施方式中，在测量功率的步骤期间所考虑的测量频段的宽度是根据从先前用于测量功率的步骤起经过的时间来确定的。
这样的布置使得可以改进频率选择性，并且因此抑制干扰。实际上，单频分量频率的不确定性随着两个功率测量之间经过的时间而增加。因此，将两个功率测量之间经过的时间考虑在内使得可以最佳地调整所考虑的测量频段的宽度，测量频段的宽度可以被选择为尽可能小，而仍然确保其包括单频分量的频率。
在特定实施方式中，在被称为“获取频段”的预定义频段上获得数字信号，并且所考虑的每个测量频段是获取频段的子频段。
在特定实施方式中，在功率测量的步骤期间所考虑的测量频段以所述单频分量的估计频率为中心。
在特定实施方式中，用于估计卫星的方向的方法包括：
-根据卫星的理论轨迹估计在所考虑的指向方向上影响所述单频分量的理论频率的多普勒频移，
-根据所估计的多普勒频移和所述单频分量的理论频率来估计所述单频分量的频率。
在特定实施方式中，通过在频率变化斜率值的一组假定下对数字信号进行预补偿以从中确定最现实的假定来执行多普勒频移的估计。该步骤发生在信号的任何频率分析之前。预补偿的假定(每个假定之间的数字、值和间隔方面)的程度与卫星的预期运动学相关。
该预补偿使得对于测试的最现实的假定可以减小目标信号的频率扩展，并且从而有利于目标信号的检测并且改进对目标信号进行的功率测量的质量。因此，本发明的使用领域可以扩展到卫星的更宽的运动学范围。例如，可以提及在没有该用于预处理的装置的情况下地空传输的链路预算不利(低信噪比)并且甚至而不能访问的情况。这种预补偿还使得可以跟踪位于较低轨道(例如，在LEO轨道上)上的卫星。
在特定实施方式中，用于估计卫星的方向的方法包括根据数字信号的频谱来估计单频分量的频率。
在特定实施方式中，所述单频分量受到围绕所述单频分量的理论频率的最大宽度为δF的频率扩展的影响，在所述频域中的变换之前所述数字信号具有持续时间ΔT，使得：
这样的布置使得可以确保单频分量将主要在频域中集中在单个离散频率(频率“区间(bin)”)上，这使得可以改进所述单频分量的检测及其信噪比。
在特定实施方式中，用于估计卫星的方向的方法包括搜索阶段和确认阶段：
-搜索阶段包括：测量围绕卫星的理论方向的第一预定扫描锥内的指向方向的接收功率的步骤；以及根据针对所考虑的指向方向获得的功率测量来评估预定检测标准的步骤，只要检测标准未被验证，则针对第一扫描锥内的另一指向方向重复用于测量功率的所述步骤和评估的所述步骤，
-确认阶段在对于针对被称为“检测方向”的指向方向获得的功率测量验证了所述检测标准时被执行，确认阶段包括针对围绕检测方向的第二扫描锥内的不同相应指向方向执行的若干功率测量步骤，卫星的估计方向对应于所述确认阶段期间的使得可以使功率测量最大化的指向方向。
这样的布置是有利的，因为这样的布置使得可以快速检测卫星并且同时仍然精确估计卫星的方向。
实际上，在测量天线几乎没有指向性(相对于传统的TT&C站的天线)的情况下，当检测到目标信号时，不必须知道目标信号是被测量天线的辐射图的主瓣接收还是被所述辐射图的旁瓣接收。
为此，卫星的方向的估计被分解为至少两个阶段。搜索阶段旨在快速检测目标信号，并且一旦检测到所述目标信号就结束。然而，在搜索阶段结束时，不可能知道目标信号是在测量天线的辐射图的主瓣中被接收还是在旁瓣中被接收。然后，确认阶段旨在围绕检测方向使目标信号的接收功率测量最大化，并且功率测量的最大值一定在目标信号由测量天线的辐射图的主瓣接收到时被获得。
在特定实施方式中，用于估计卫星的方向的方法包括：在确认阶段之后的更新卫星的估计方向的阶段，其包括分别与围绕确认阶段期间获得的估计方向的不同指向方向相关联的多个功率测量步骤以及根据所述功率测量并且根据测量天线的辐射图的预定模型来更新所述估计方向的步骤。
在特定实施方式中，更新阶段随时间而重复，在更新阶段期间进行的功率测量是针对围绕先前更新阶段期间获得的估计方向的指向方向来进行的。
在特定实施方式中，在确认阶段的功率测量的步骤期间所考虑的测量频段的宽度不同于在更新阶段的功率测量的步骤期间所考虑的测量频段的宽度。
在特定实施方式中，在搜索阶段期间，第一扫描锥内的所考虑的不同指向方向是沿以所述卫星的理论方向为中心的螺旋来分布的预定义指向方向，通过从所述卫星的所述理论方向起遵循所述螺旋来相继地扫描所考虑的所述指向方向。
在特定实施方式中，在确认阶段期间，第二扫描锥内的所考虑的不同指向方向是沿以所述卫星的检测方向为中心的螺旋来分布的预定义指向方向，通过从所述卫星的所述检测方向起遵循所述螺旋来相继地扫描所考虑的所述指向方向。
在特定实施方式中：
-在搜索阶段期间，根据所述卫星的理论轨迹、在两个相继的功率测量的步骤之间更新卫星的理论方向，以及/或者
-在确认阶段期间，根据所述卫星的理论轨迹、在两个相继的测量功率的步骤之间更新卫星的检测方向。
在特定实施方式中，第一扫描锥和第二扫描锥各自的角宽度大于测量天线的辐射图的主瓣的角宽度。
在特定实施方式中，该方法使用由卫星根据两个极化——优选地正交的极化——同时地且相等地发射的目标信号。默认选择极化以接收卫星的目标信号。根据预定义标准，该方法设置成能够改变极化和使用根据其他极化发射的目标信号。例如，可以认为在被认为显著(例如，5dB)的功率水平的变化之后预定义标准被验证。这样的布置使得可以保证接收卫星的目标信号，而不管卫星相对于测量天线的姿态如何。
根据第二方面，本发明涉及一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括程序代码指令集，该程序代码指令集在由处理器执行时对所述处理器进行配置以实现根据本发明的实施方式中任一实施方式的用于估计卫星的方向的方法。
根据第三方面，本发明涉及一种用于估计在所述卫星从被称为“初始轨道”的地球轨道到被称为“任务轨道”的另一地球轨道的转移阶段期间卫星的方向的系统，所述系统包括：
-由卫星发射的目标信号的接收功率的测量天线，
-指向装置，其适合于修改所述测量天线的指向方向，
-用于处理的装置，其适用于控制所述指向装置以及通过测量天线测量由卫星发射的目标信号的接收功率，所述用于处理的装置被配置成通过使所述目标信号的接收功率测量最大化来估计所述卫星的方向。
此外，由于目标信号包括被称为“单频分量”的基本上正弦的分量，用于处理的装置被配置成执行根据由测量天线提供的信号获得的数字信号在频域中的变换，以获得所述数字信号在包括单频分量的被称为“测量频段”的预定频段上的频谱，以及基于所考虑的所述测量频段上的所述频谱的最大值来确定所考虑的指向方向的功率测量。
在特定实施方式中，该系统还可以包括单独采用或根据所有技术上允许的组合采用的一个或若干个以下特征。
在特定实施方式中，用于处理的装置被配置成：在卫星的方向的估计期间，改变所考虑的用于功率测量的测量频段的宽度。
在特定实施方式中，用于处理的装置被配置成：在功率测量期间考虑以根据先前功率测量期间的所述单频分量的估计频率并且根据卫星的理论轨迹来估计的单频分量的频率为中心的测量频段。
在特定实施方式中，所考虑用于功率测量的测量频段的宽度是根据从先前功率测量起经过的时间来确定的。
在特定实施方式中，指向装置是适合于修改测量天线的取向的机动机械装置。
在特定实施方式中，测量天线包括源和反射器。
在特定实施方式中，测量天线是由多个基本天线形成的网络天线，并且指向装置包括波束形成网络。
在特定实施方式中，目标信号的测量天线包括两个射频接入，该两个射频接入使得可以根据两个正交极化来接收该目标信号并且能够选择使得可以接收最佳信噪比的极化。这样的布置使得可以保证接收卫星信号，而不管卫星相对于测量天线的姿态如何。
附图说明
在阅读以决不进行限制的示例给出且参照附图给出的以下描述时将更好地理解本发明，其中附图示出：
-图1是用于估计在转移阶段中卫星的方向的系统的实施方式的图解表示，
-图2是由卫星发射的遥测信号的频谱的图解表示，
-图3是示出使用不同宽度的测量频段以测量所述遥测信号的接收功率的遥测信号的频谱的图解表示，
-图4是示出用于估计在转移阶段中卫星的方向的方法的优选实施方式的主要阶段的图，
-图5是对用于估计的系统的测量天线的各种指向方向进行扫描所遵循的螺旋的示例的图解表示，
-图6是示出图4的用于估计的方法的替选实施方式的主要阶段的图，
-图7是用于更新卫星的估计方向的测量天线的指向方向图的示例的图解表示。
在这些图中，从一个图到另一个而相同的附图标记表示相同或相似的要素。为了清楚起见，除非另外指定，否则所表示的要素不是按比例的。
具体实施方式
本发明涉及用于估计在从被称为“初始轨道”的地球轨道到被称为“任务轨道”的另一地球轨道的转移阶段中卫星20的方向的系统10和方法50。在本说明书的其余部分中，我们将以非限制性方式处理任务轨道是GEO轨道并且其中初始轨道是GTO轨道的情况，通过使用发射装置(例如，阿丽亚娜5系列的传统发射器)将卫星20置于GTO轨道上。
通常，将卫星20从GTO轨道定位在GEO轨道上会使用所述卫星20的推进装置和/或运载工具的推进装置，该运载工具提供所述卫星在GTO轨道与GEO轨道之间的至少部分路径上的运送。
在GTO轨道与GEO轨道之间的全部或部分路径上使用电力推进装置的情况下，本发明具有特别有利的应用。实际上，如上所述，转移时间则是相当长的(3个月至6个月)，使得在整个转移时间期间租用TT&C站意味着太高的成本并且也是对TT&C站的无效使用。
然而，不排除使用本发明对使用非电力推进装置特别是化学推进装置进行的卫星的转移阶段进行监测。
图1以图解方式示出了用于估计在从GTO轨道到GEO轨道的转移阶段中卫星20的方向的系统10的非限制性实施方式。
如图1所示，用于估计的系统10包括地球测量天线30。术语“地球”是指地球的表面，尤其是在地面本身上、在建筑物顶部处、在塔架的顶部处等。用于估计的系统10还包括适合于修改测量天线30的指向方向的指向装置。
在图1所示的非限制性示例中，测量天线30属于包括源31和反射器32的那种类型，并且指向装置对应于机动机械装置，例如适合于分别在方位角和仰角上修改指向方向的两个机动关节33、34。
在给定时刻，由测量天线30覆盖的瞬时视场主要由所述测量天线30的辐射图的主瓣宽度来确定。术语“主瓣”表示测量天线30的辐射图的包括指向方向——即获得测量天线30的最大增益GMAX的辐射方向——的瓣。在包括所述指向方向的平面中，主瓣的角宽度对应于包括所述指向方向和具有大于或等于(GMAX-3dB)的增益的辐射方向的角范围的宽度。例如，测量天线30的最大增益GMAX大于或等于15dB/K(分贝/开尔文)。
在测量天线30包括源31和反射器32的情况下，主瓣的角宽度尤其依赖于所述反射器32的尺寸。在优选实施方式中，所述反射器32的尺寸小于5米，甚至小于3米，使得测量天线30的指向性远低于传统的TT&C站的天线的指向性，传统的TT&C站包括尺寸通常大于20米的反射器。
通过利用机动关节33、34改变测量天线30的指向方向，可以在一段时间内覆盖比测量天线30的瞬时视场大得多的视场。例如，机动关节33使得可以围绕中心方位角的指向方向以±110度的间隔改变测量天线30的方位角的指向方向，并且机动关节34使得可以相对于地面从10度到80度来改变仰角的指向方向。
用于估计的系统10还包括用于处理的装置40，该装置40通过接收链(图中未示出)连接至测量天线30。
通常，每个接收链包括例如至少一个低噪声放大器(LNA)、降频电路和模拟/数字转换器。接收链根据在测量天线30的输出处获得的信号来提供数字信号。
用于处理的装置40包括例如至少一个处理器和至少一个电子存储器，其中，电子存储器以程序代码指令集的形式存储计算机程序产品，其中程序代码指令集要被执行以实现用于估计在转移阶段中卫星20的方向的方法50的各个步骤。替选地或作为补充，用于处理的装置40包括适合于实现用于估计的方法50的所有或部分所述步骤的一个或若干个可编程逻辑电路(FPGA、PLD等)，以及/或者一个或若干个专用集成电路(ASIC)，以及/或者一组分立电子部件等。
换句话说，用于处理的装置40包括一组软件配置装置(特定的计算机程序产品)和/或硬件配置装置(FPGA、PLD、ASIC、分立电子部件等)，以实现用于估计在转移阶段中卫星20的方向的方法50的步骤。
特别地，用于估计卫星20的方向的方法50包括由用于处理的装置40实现的以下步骤：
-控制测量天线30的指向装置(此处是图1所示的示例中的机动关节33、34)，以改变所述测量天线30的指向方向，
-根据从由测量天线30提供的信号获得的数字信号来测量由卫星20发射的目标信号的接收功率。
通过改变测量天线30的指向方向并且通过对所考虑的每个指向方向测量所述目标信号的接收功率，用于处理的装置40通过使所述目标信号的接收功率测量最大化来估计所述卫星20的方向。因此，卫星20的估计方向对应于使目标信号的接收功率测量最大化的指向方向。
优选地，所考虑的目标信号包括基本上正弦的分量，称为“单频分量”。目标信号可以是任何合适的类型，只要它包括这样的单频分量即可。
特别地，许多当前卫星发射——包括在转移阶段中发射——由相位调制/二进制相移键控(PM/BPSK)组成的遥测信号，即，具有第一级线性相位调制，随后是具有两个相位状态的数字调制。这样的信号可以按照以下形式来表示：
sRF(t)＝A·sin(2·π·FRF·t+mTM·d(t)·sin(2·π·FTM·t))
其中，在表达式中：
-SRF(t)对应于作为时间的函数的遥测信号，
-A对应于遥测信号的幅度，
-FRF对应于所述遥测信号的载波频率，
-mTM对应于调制指数，
-d(t)对应于在遥测信号中发射的数据，
-FTM对应于载波频率FRF与由数据d(t)调制的载波频率之间的频率偏差。
图2以图解方式示出了遥测信号的频谱SPF(f)的主要分量。如图2所示，遥测信号的频谱SPF(f)的主要分量如下：
-在遥测信号的背景下通常被称为“残余载波”的频率FRF上的单频分量，
-分别以频率(FRF+FTM)和(FRF-FTM)为中心的、不是单频的分量。
在说明书的其余部分中，我们将以非限制性方式处理目标信号对应于如上所述的遥测信号的情况，使得单频分量对应于所述遥测信号的残余载波。该单频分量通常是对于约1rad的调制指数具有最佳信噪比的单频分量。
如上所述，通过使遥测信号的接收功率测量最大化来估计卫星20的方向，使得所述卫星20的方向的估计包括用于测量测量天线30的不同指向方向的所述遥测信号的功率的多个步骤。有利地，针对每个功率测量，用于处理的装置40进行以下操作：
-执行由测量天线30的接收链提供的数字信号在频域中变换(transposition)，以获得所述数字信号在包括残余载波的频率FRF的预定频段(被称为“测量频段”)上的频谱，
-基于所考虑的所述测量频段上的所述频谱的最大值，确定所考虑的指向方向的功率测量。
因此，如果数字信号包括由卫星20发射的遥测信号(这是测量天线30基本上指向卫星20的方向时的情况)，则数字信号的频谱的最大值原则上对应于遥测信号的残余载波。优选地，遥测信号的功率测量仅对应于残余载波的接收功率测量(即，对于功率测量不考虑遥测信号的其他分量，使得功率测量在于测量所述残余载波的接收功率)。
频域中的变换可以实现本领域技术人员已知的任何方法，例如快速傅里叶变换(FFT)。频域中的这样的变换采取在预定获取时间期间获得的数字信号的若干连续样本作为输入。获取时间越长，残余载波上引入的处理的增益将越高。
然而，为了防止在频域中具有过高的频率分辨率，即过度紧密的离散频率，不过度增加该获取时间也是有利的。实际上，这可能导致使所述残余载波扩展到若干离散频率上，原因特别是由于因相位噪声而在发射时影响残余载波的频率扩展的事实。在优选实施方式中，数字信号的获取时间ΔT使得：
其中，表达式中δF对应于围绕载波频率FRF的该频率扩展的最大宽度。换句话说，FRF是残余载波的理论发射频率，残余载波实际上是不仅由理论频率FRF处主频率分量而且由主要包含在频段[FRF-δF/2；FRF+δF/2]内的其他频率分量形成的。该频率扩展的最大宽度δF被定义为对应于其中频率分量的功率大于或等于(PMAX-5dB)的频段的宽度，其中，表达式中PMAX对应于理论频率FRF处的主频率分量的功率。通过考虑上文的表达式，残余载波将主要集中在单个离散频率上。优选地，针对每个功率测量步骤使用相同的获取时间ΔT。例如，如果最大宽度δF等于1.5赫兹，则获取时间例如等于0.67秒。
因此，必须确定卫星上和地面上的本地振荡器的尺寸，以保证合适的短期稳定性。特别地，重要的是，地面系统了解卫星上本地振荡器的稳定性，从而将稳定性考虑进来以限制频域中的频率“区间(bin)”(δF)之外的信号的能量的散射。
如上所述，测量天线30的指向性优选地低于传统的TT&C站中使用的天线的指向性。例如，测量天线30的辐射图的主瓣的角宽度大于0.5度，甚至大于2度，并且这与包括测量天线30的指向方向的所考虑的平面无关。这样的布置使得可以更容易地检测卫星20，因为所述测量天线30的瞬时视场比传统的TT&C站的天线的视场更大。然而，由于测量天线30的指向性低于传统的TT&C站的天线的指向性的事实，因此最大增益GMAX也将小于传统的TT&C站的天线的最大增益。然而，最大增益的减小通过增加获取时间ΔT来补偿。例如，如果如上所述获取时间ΔT是固定的以将残余载波集中在单个离散频率上，则可以针对测量天线30选择最大增益GMAX，以使得可以根据所选择的获取时间ΔT和相关联的处理增益来检测遥测信号的残余载波。
由于测量天线30的指向性低于传统的TT&C站的天线的指向性的事实，因此对具有以下到达方向的干扰的存在也更敏感：该到达方向接近由卫星20发射的遥测信号的到达方向。
然而，由于在频域中并且主要在占据非常窄的频率带宽的、更优选地集中在单个离散频率上的残余载波上进行功率测量的事实，因此容易选择适合于抑制干扰的测量频段。
在优选实施方式中，在估计卫星20的方向期间，测量频段的宽度可以具有若干不同的值，以例如针对残余载波的频率的不确定性来调整所述宽度。
图3以图解方式示出了将各种宽度用于测量频段的非限制性示例，该测量频段用于测量卫星20的遥测信号的残余载波的接收功率。
接收链的降频电路例如被配置成通过应用预定的频率转换来使频率FRF处于中频，该中频可以为零。在本说明书的其余部分中，将以非限制性方式处理使得频率FRF处于零频率(基带)的情况。因此，理论上，使得遥测信号的残余载波在数字信号的频谱中处于零频率。
图3的部分a)示出了在测量残余载波的功率的初始步骤期间获得的数字信号的频谱。如图3的部分a)所示，数字信号的频谱包括遥测信号。然而，由于例如在发射时影响遥测信号的频率漂移和/或在发射之后由于卫星20相对于测量天线30的位移引入的多普勒频移的事实，遥测信号由测量天线30在不同于理论频率FRF的频率FRF0上接收，频率FRF0等于FRF+ΔFRF0。因此，在基带中，在频率ΔFRF0上接收残余载波。
因此，为了确保对遥测信号——更具体地是遥测信号的残余载波——的初始检测，优选针对测量频段考虑大的宽度ΔF0。
测量频段例如以残余载波的理论频率FRF为中心。在优选的替选方案中，用于估计卫星20的方向的方法50包括估计残余载波的频率，并且测量频段有利地以残余载波的所述估计频率为中心。例如根据预先已知的理论频率FRF和使得可以估计多普勒频移的所述卫星20的理论轨迹来估计残余载波的频率。在图3的部分a)所示的示例中，估计的多普勒频移等于ΔF'RF0，使得残余载波的估计频率等于F'RF0＝FRF+ΔF'RF0，以及例如由于引入发射的频率漂移，因此残余载波的估计频率与残余载波的频率FRF0不同。
如部分a)所示，宽度为ΔF0并且以残余载波的估计频率ΔF'RF0为中心的测量频段实际上包括残余载波的实际频率ΔFRF0。在所述频率ΔFRF0上，数字信号的频谱达到使得可以检测所述残余载波的最大值。获得的最大值使得可以估计残余载波的功率。此外，针对其获得最大值的离散频率给出了残余载波的实际频率ΔFRF0的估计。
图3的部分b)示出了在测量残余载波的功率的后续步骤期间获得的数字信号的频谱。如图3的部分b)所示，在不同于理论频率FRF的频率FRF1上接收遥测信号，频率FRF1等于FRF+ΔFRF1。因此，在基带中，在频率ΔFRF1上接收残余载波。
优选地，基于在先前的功率测量步骤期间估计的频率ΔFRF0、考虑卫星20的理论轨迹来估计残余载波的频率。以这种方式，减少了发射时的频率漂移的影响并且提高了多普勒频移估计的精度。这导致相对于先前的功率测量步骤减小了残余载波的实际频率ΔFRF1的不确定性，使得实际频率ΔFRF1的估计ΔF'RF1比先前的功率测量步骤期间的更精确。因此，特别地，可以考虑小于在先前的功率测量步骤期间所考虑的宽度ΔF0的测量频段的宽度ΔF1，从而提高对任何干扰的抑制。
在优选实施方式中，根据从先前的测量功率的步骤起经过的时间来确定宽度ΔF1，并且该宽度随经过的时间而减小(换句话说，从先前的测量功率的步骤起经过的时间越短，则所考虑的测量频段的宽度越小)。这样的布置使得可以使测量频段的宽度适应残余载波的实际频率的不确定性，因为所述经过时间低，则不确定性就更低。例如，所考虑的测量频段的宽度ΔF1与经过时间成比例，以及是例如根据表达式ΔF1＝K·δT赫兹来确定的，其中，表达式中δT对应于所考虑的两个功率测量步骤之间经过时间并且K对应于比例系数(K例如等于50赫兹/秒)。
如部分b)所示，宽度为ΔF1并且以残余载波的估计频率ΔF'RF1为中心的测量频段实际上包括残余载波的实际频率ΔFRF1。在所述频率ΔFRF1上，数字信号的频谱达到使得可以检测到所述残余载波的最大值。获得的最大值使得可以估计残余载波的功率。此外，针对其获得最大值的离散频率给出了残余载波的实际频率ΔFRF1的估计。
因此，在特定实施方式中，可以从一个功率测量步骤到另一功率测量步骤而修改所考虑的测量频段的不同参数，特别是：
-所述测量频段的中心频率，
-所述测量频段的宽度。
例如，在不随时间变化的被称为“获取频段”的预定义频段上获得数字信号，并且所考虑的每个测量频段是所述获取频段的频率子带。
这样的布置使得可以降低接收链的复杂性，接收链不必管理测量频段的各种可能的宽度以及所述测量频段的各种可能的中心频率。根据残余载波的频率的预期最大偏移(由于多普勒频移，由于引入发射的频率漂移等)来选择获取频段的宽度，以确保残余载波总是包括在所述获取频段内。优选地，零频率(所述获取频段以该零频率为中心)对应于残余载波的理论频率FRF。例如，获取频段的宽度为300千赫兹，而在初始检测期间所考虑的测量频段的宽度ΔF0例如等于100千赫兹。
频率扩展也可以由多普勒效应引起：如果卫星相对于测量天线的径向速度在获取时间期间经历显著变化，即在显著的径向加速度的情况下，目标信号的频率在测量期间变化。为了限制这种现象的影响(特别是信噪比的降低)，本发明可选地在频谱分析阶段(频谱分析阶段之后是检测和功率测量阶段)之前实现以下步骤：使用一组有关多普勒斜率值的假定来预补偿数字信号。因此，对于最接近多普勒变化的实际值的测试值，扩展效应基本上被抵消并且扩展效应的有害后果也被消除。
该步骤的执行可以在不同的斜率假定下同时地或相继地进行。
当在所有斜率假定下同时执行该步骤时，则首先将数字信号复制为与假定一样多。然后，将对数字信号的每个副本应用不同的预补偿。最后，最现实的斜率假定将是使检测到的信号的功率最大化的假定。
当在所有斜率假定下相继执行该步骤时，将对应于要测试的斜率值的预补偿应用于数字信号的临时副本。然后，测量对应信号的水平并将其与针对其他假定检测到的最新的最高水平进行比较。如果正在进行的斜率假定最高，则存储其索引。当已经测试了所有的斜率假定时，查看存储的索引以找到最现实的假定就足够了。
为了更精确地估计斜率的实际值，还可以考虑在该预补偿步骤期间改变假定的值或者利用越来越紧密围绕实际斜率值的值来运行若干次预补偿的步骤。实际上，当检测到功率峰值时，可以假设斜率的实际值位于该范围内。
图4示出了用于估计卫星20的方向的方法50的优选实施方式的主要阶段。
如图4所示，在所考虑的实施方式中，用于估计卫星20的方向的方法50包括搜索阶段60和确认阶段70。
搜索阶段60包括：步骤51，该步骤用于由用于处理的装置40控制测量天线30的指向装置，以将测量天线30引导到围绕卫星20的理论方向的第一预定扫描锥内的指向方向上；以及步骤52，该步骤测量所考虑的指向方向的功率。例如，通常根据所述卫星20的预期理论轨迹来获得卫星的理论方向。
搜索阶段60还包括根据针对所考虑的指向方向而获得的功率测量来评估预定检测标准的步骤53。例如，检测标准在功率测量大于预定阈值时被验证。
只要检测标准未被验证(图4中的附图标记530)，则针对第一扫描锥内的另一指向方向重复控制指向装置的所述步骤51、测量功率的步骤52和评估的步骤53。
一旦检测标准被验证(图4中的附图标记531)，则搜索阶段60停止。在下文中，以“检测方向”来指定其功率测量使得可以验证检测标准的指向方向。
包括围绕卫星20的理论方向的在搜索阶段60期间能够被考虑的指向方向的第一扫描锥的角宽度(分别在方位角和仰角上)更优选地大于测量天线30的辐射主瓣的角宽度(分别在方位角和仰角上)。因此，即使所述卫星20的理论方向不是非常精确，也可以检测到卫星20的遥测信号。
在优选实施方式中，在搜索阶段60期间，第一扫描锥内的所考虑的不同指向方向是沿着以所述卫星的理论方向为中心的螺旋来分布的预定义指向方向，通过从所述卫星的所述理论方向起遵循所述螺旋来相继地扫描所考虑的所述指向方向。
图5以图解方式示出了可以在搜索阶段60期间实现的螺旋示例。
在图5所示的非限制性示例中，螺旋是矩形的并且包括围绕卫星20的理论方向的81个可能的指向方向。通过将第一扫描锥的中心保持在卫星20的理论方向，即使得指向方向“1”与所述卫星20的所述理论方向对准，来从指向方向“1”到指向方向“81”相继地扫描81个可能的指向方向。
在图5中：
-横坐标对应于围绕所述卫星20的理论方向的方位角，方位角被归一化为使得值“1”对应于测量天线30的主瓣的方位角的角宽度，
-纵坐标对应于围绕所述卫星20的所述理论方向的仰角，仰角被归一化为使得值“1”对应于测量天线30的主瓣的仰角的角宽度。
在本说明书的其余部分中，我们将以非限制性方式处理测量天线30的辐射图的主瓣在方位角和仰角上具有相同的角宽度的情况，并且所述主瓣的角宽度在下文中由Δθ3dB表示。
如图5所示，第一扫描锥的角宽度例如等于4·Δθ3dB(即±2·Δθ3dB)，这使得即使理论方向不是非常精确，原则上也可以找到卫星20。螺旋的两个连续指向方向之间的角偏差例如等于Δθ3dB/2，这使得可以限制第一扫描锥内的要扫描的指向方向的最大数量，同时仍然确保确实可以检测到卫星20。
使用螺旋具有多种优势：
-使得可以在第一指向锥内具有可能指向方向的良好空间密度并且可以在单个螺旋中检测到遥测信号，
-使得可以对指向方向的误差具有良好的鲁棒性，因为在同一指向方向附近经过若干次，
-从第一扫描锥的中心到第一扫描锥的界限的扫描使得原则上可以在理论方向不太精确时更快速地检测到遥测信号。
在图5所示的例子中，所考虑的螺旋是方形的。这样的布置的益处在于：在两个测量步骤之间，可以仅根据一个维度(方位角或仰角)来修改测量天线30的指向方向——然而如果可以忽略两个功率测量步骤52之间卫星20的位移的话。
然而，在优选实施方式中，为了将两个功率测量步骤52之间所述卫星20的理论位移考虑进来，有利地根据所述卫星20的理论轨迹来更新卫星20的理论方向，其中第一扫描锥以理论方向为中心(指向方向“1”与所述理论方向对准)。
当在搜索阶段60期间检测标准被验证时执行确认阶段70。
确认阶段70包括：步骤51，该步骤为由用于处理的装置40控制测量天线30的指向装置，以将测量天线30引导到围绕搜索阶段60期间确定的指向方向的第二预定扫描锥内的指向方向上；以及步骤52，该步骤为测量所考虑的指向方向的功率。
与搜索阶段60相反，在确认阶段70期间执行预定数量NCONF次控制的步骤51和测量功率的步骤52，以获得分别与第二扫描锥内不同指向方向相关联的NCONF个功率测量。
确认阶段70还包括根据获得的各个功率测量来估计卫星20的方向的步骤54，所述卫星20的估计方向对应于使得可以使所述确认阶段70期间的功率测量最大化的指向方向。
包括围绕卫星20的检测方向的在确认阶段70期间能够被考虑的指向方向的第二扫描锥的角宽度更优选地大于测量天线30的辐射图的主瓣的角宽度。因此，即使所述卫星20的检测方向不是非常精确，以及特别是即使在搜索阶段60期间通过测量天线30的旁瓣的中介而接收到所述卫星20的遥测信号，也可以检测到卫星20的遥测信号。
在优选实施方式中，在确认阶段70期间，第二扫描锥内的所考虑的不同指向方向是沿着以所述卫星的检测方向为中心的螺旋来分布的预定义指向方向，通过从所述卫星的所述检测方向起遵循所述螺旋来相继地扫描所考虑的所述指向方向。
上文已经关于能够在搜索阶段60期间实现的螺旋描述的所有内容——特别是参照图5描述的内容——也可以应用于可以在确认阶段70期间实现的螺旋，在确认阶段70期间所考虑的卫星20的理论方向对应于在搜索阶段60期间获得的检测方向。
尤其关于参照图5描述的螺旋，注意，在确认阶段70期间相继地扫描所有81个指向方向。如上所述，在确认阶段70期间，为了将两个功率测量步骤52之间的所述卫星20的理论位移考虑进来，也可以根据所述卫星20的理论轨迹来更新卫星20的检测方向。
注意，在确认阶段70期间考虑的螺旋不一定与在搜索阶段60期间考虑的螺旋相同。
特别地，可以针对第一扫描锥和第二扫描锥考虑不同角宽度，和/或针对第一扫描锥和第二扫描锥考虑两个不同的相继指向方向之间的角偏差和/或考虑在第一扫描锥和第二扫描锥内的不同数量的指向方向。
图6以图解方式示出了图4的用于估计的方法50的替选实施方式，其中，用于估计的所述方法50还包括更新卫星20的估计方向的阶段80。
更新阶段80包括由用于处理的装置40控制测量天线30的指向装置的步骤51以及用于测量功率的步骤52。
在更新阶段80期间，执行预定数量NACT次的控制步骤51和用于测量功率的步骤52，以获得分别与围绕确认阶段70期间获得的卫星20的估计方向的不同指向方向相关联的NACT个功率测量。
更新阶段80还包括根据所述功率测量并根据测量天线30的辐射图的预定模型来更新所述估计方向的步骤55。
实际上，确认阶段70期间估计的方向的精度实际上受到两个相邻指向方向之间的角偏差的限制。因此，更新阶段80旨在提高估计方向的精度。
为此，针对围绕确认阶段70期间估计的方向的数量为NACT的不同指向方向进行功率测量。由于可以认为遥测信号的发射功率和传播损耗在更新阶段80的持续时间内是恒定的，因此NACT个功率测量之间的差异基本上依赖于：
-测量天线30的辐射图；
-所考虑的NACT个指向方向；
-卫星20的实际方向。
因此，可以根据例如或许可以通过校准获得的测量天线30的辐射图、相关联的功率测量和所考虑的NACT个指向方向，例如依据最小二乘法，将所述卫星20的估计方向更新为最可能的方向。
图7以图解方式示出了可以考虑的围绕确认阶段70期间估计的方向的指向方向的示例。
更特别地，部分a)示出了包括4个(NACT＝4)指向方向的图。除了在确认阶段70期间估计的方向(图7的部分a)上的附图标记P0)之外，该图包括围绕估计方向P0均匀分布的、与所述估计方向P0以角偏差α间隔的3个指向方向P1至P3，角偏差α例如等于Δθ3dB/2。
图7的部分b)示出了包括5个(NACT＝5)指向方向的图。除了在确认阶段70期间估计的方向(图7的部分b)上的附图标记P0)之外，该图包括围绕估计方向P0均匀分布的、与所述估计方向P0以角偏差α间隔的4个指向方向P1至P4，角偏差α例如等于Δθ3dB/2。
如上针对搜索阶段60和确认阶段70所述，在更新阶段80期间，为了将两个功率测量步骤52之间所述卫星20的理论位移考虑进来，可以根据所述卫星20的理论轨迹来更新卫星20的估计方向P0。
有利地，在特定实施方式中，更新阶段80可以随时间重复。在适用的情况下，在更新阶段80期间进行的功率测量是针对围绕先前的更新阶段80期间获得的估计方向的指向方向来进行的。
在测量频段的宽度可以在对卫星20的方向的估计期间变化的情况下，由于上述原因，有利的是考虑例如：
-在搜索阶段60和确认阶段70期间：对于所有功率测量，测量频段具有相同的宽度ΔF0，
-在更新阶段80期间：宽度ΔF1可以小于宽度ΔF0，并且对于所有功率测量都相同，或者例如根据所述功率测量之间经过的时间从一个功率测量到另一功率测量是变化的。
在特定实施方式中，用于估计的方法50包括校准测量天线30(图中未示出)的预先步骤。
在该校准步骤期间，执行搜索阶段60、确认阶段70以及在适用情况下执行更新阶段80，从而寻求估计参考卫星的方向，参考卫星的实际位置以及因此的关于测量天线30的实际方向是预先已知的。参考卫星例如是位于GEO轨道上的卫星。
通过将参考的估计方向与它们的实际方向进行比较，因此可以推断出测量天线30的指向误差。然后，可以使用因此确定的指向误差来校正估计的在转移阶段中卫星的方向。
更一般地，注意，已经通过非限制性示例描述了上文考虑的实施方式和实现方式，并且因此可以考虑其他替选方案。
特别地，通过考虑包括源31和反射器32这样类型的测量天线30以及机动机械指向装置来描述本发明。然而，根据其他示例，不排除考虑其他类型的测量天线30和/或指向装置。例如，可以考虑具有由多个基本天线(喇叭天线，贴片天线等)形成的网络天线的形式的测量天线30，其中，指向装置则包括波束形成网络。波束形成网络是：
-模拟的，在这种情况下对应于所形成的波束的单个数字信号被提供作为用于处理的装置40的输入，或者
-数字的，在这种情况下分别与各个基本天线相关联的若干数字信号被提供作为用于处理的所述装置40的输入，用于处理的所述装置40根据所述数字信号形成与所考虑的指向方向相关联的波束。
此外，通过结合所考虑的测量频段的可变宽度来特别考虑残余载波的频率的估计来描述本发明。然而，当对于所有功率测量而言测量频段的宽度相同时，也可以估计残余载波的频率，以将测量频段的中心重定位在估计频率上。也可以不估计残余载波的频率；然后，使测量频段以所述残余载波的理论频率为中心。
另外，在用于估计的方法50包括搜索阶段60和确认阶段70的情况下，通过主要考虑沿第一扫描锥和/或第二扫描锥内的螺旋的扫描来描述本发明。然而，根据其他示例，不排除考虑不同指向方向的其他扫描图。特别地，根据其他示例，可以在每个功率测量之前随机选择要考虑的指向方向，或者使用沿椭圆的扫描等。
在本发明的特定实施方式中，目标信号的测量天线具有两个射频接入，该两个射频接入使得可以根据两个正交极化来接收该目标信号。这种类型的实现方式与以下事实相关联：为了保证目标信号的接收而不管目标信号相对于测量天线的姿态(attitude)如何，必须经由被安装成大致径向相反的两个天线来发射目标信号。因此，在每个天线具有半球形发射图的情况下，两个天线的总覆盖范围是球形的。另外，为了防止两个天线的组合信号的衰落现象，每个天线根据与另一天线正交的极化来发射目标信号。因此，根据飞行阶段通过接收信道中的一个或者通过另外的接收信道来接收目标信号。在这种配置中，卫星位置的搜索阶段和通过评估最大接收功率而进行的搜索阶段的后续必须考虑到这种极化二元性。因此，为了保证相关的“逐步跟踪(steptrack)”循环，用于确定要指向的新方向的功率测量全部来自同一极化，该同一极化被确定为在循环的第一测量给出最佳信噪比的极化。
在两个极化具有接近的水平的情况(例如，具有被接收为圆形的线性极化的卫星的情况)下，所使用的极化可能经常变化。这种情况对后续的性能有害，最初任意选择直极化，以及实现滞后以仅在被认为显著的水平的变化(例如，5dB)之后决定极化的变化。
此外，通过考虑任务轨道是GEO轨道并且其中初始轨道是GTO轨道的情况来描述本发明。然而，本发明适用于其他类型的任务轨道和其他类型的初始轨道，只要卫星从初始轨道转移到与初始轨道分离的任务轨道即可。特别地，任务轨道可以是任何类型的地球同步轨道。初始轨道可以是具有倾角或无倾角的任何类型的GTO轨道，或超同步轨道、次同步轨道等。
此外，注意，在本发明的原理上，上文描述的发明也适用于估计位于其任务轨道上的卫星20的方向，特别是位于诸如GEO轨道的地球同步轨道上的卫星的方向。
还要注意，在本发明的原理上，本发明不限于特定频段并且可以例如在频段C、Ku、Ka等中操作。此外，在特定实施方式中，通过考虑例如具有反射器和适合于接收由不同卫星在不同相应频段中——例如在频段C、Ku、Ka中(频段C、Ku、Ka对应于通常用于由卫星发射遥测信号的频段)——发射的目标信号的若干源的测量天线，本发明可以在若干频段中操作。使由测量天线的这些不同源接收的目标信号例如全部处于同一中频中，例如在L频段中，以使目标信号根据本发明被处理。这样的配置使得可以减少要安装的系统的元件的数量，例如站点、处理链和反射器的数量。因此，根据本发明的解决方案的部署更快且更便宜。
上文的描述清楚地显示出，通过本发明的不同的特征和其优点，本发明实现了为其设定的目标。特别地，根据本发明的用于估计的系统10使得可以以较低成本估计在从GTO轨道到GEO轨道的转移阶段中卫星的方向。
Claims (7)
1.一种用于估计在卫星(20)从被称为“初始轨道”的地球轨道到被称为“任务轨道”的另一地球轨道的转移阶段期间所述卫星的方向的方法(50)，通过针对测量天线(30)的不同指向方向执行用于通过所述测量天线测量由所述卫星(20)发射的目标信号的接收功率的多个步骤(52)来相对于所述测量天线估计所述卫星的所述方向，所估计的所述卫星的方向对应于使功率测量最大化的指向方向，其特征在于，所述目标信号包括被称为“单频分量”的基本上正弦的分量，每个功率测量步骤(52)包括根据由所述测量天线(30)提供的信号获得的数字信号在频域中的变换，以获得所述数字信号在包括所述单频分量的被称为“测量频段”的预定频段上的频谱，并且所考虑的所述指向方向的所述功率测量是基于所考虑的所述测量频段上的所述频谱的最大值来确定的，并且所述方法包括搜索阶段(60)、确认阶段(70)以及在所述确认阶段之后的更新所述卫星(20)的所述估计方向的阶段(80)：
-所述搜索阶段(60)包括：用于测量围绕所述卫星的理论方向的第一扫描锥内的指向方向的接收功率的步骤(52)，所述第一扫描锥是预定的；以及根据针对所考虑的所述指向方向获得的所述功率测量来评估预定检测标准的步骤(53)，只要所述检测标准未被验证，则针对所述第一扫描锥内的另一指向方向重复用于测量功率的所述步骤(52)和用于评估的所述步骤(53)，
-所述确认阶段(70)在对于针对被称为“检测方向”的指向方向获得的功率测量验证了所述检测标准时被执行，所述确认阶段包括针对围绕所述检测方向的第二扫描锥内的不同相应指向方向执行的若干用于测量功率的步骤(52)，所述卫星(20)的估计方向对应于所述确认阶段(70)期间的使所述功率测量最大化的指向方向，
-所述更新阶段(80)包括分别与围绕所述确认阶段(70)期间获得的所述估计方向的不同指向方向相关联的多个测量功率的步骤(52)以及根据所述功率测量并且根据所述测量天线(30)的辐射图的预定模型来更新所述估计方向的步骤(55)。
2.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，所述更新阶段(80)随时间而重复，在更新阶段(80)期间进行的所述功率测量是针对围绕先前更新阶段(80)期间获得的所述估计方向的指向方向来进行的。
3.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，在所述确认阶段(70)的用于测量功率的步骤(52)期间所考虑的所述测量频段的宽度不同于在所述更新阶段(80)的用于测量功率的步骤(52)期间所考虑的所述测量频段的宽度。
4.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，在所述搜索阶段(60)期间，所述第一扫描锥内的所考虑的不同指向方向是沿以所述卫星的所述理论方向为中心的螺旋来分布的预定义指向方向，通过从所述卫星的所述理论方向起遵循所述螺旋来相继地扫描所考虑的所述指向方向。
5.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，在所述确认阶段(70)期间，所述第二扫描锥内的所考虑的不同指向方向是沿以所述卫星的所述检测方向为中心的螺旋来分布的预定义指向方向，通过从所述卫星的所述检测方向起遵循所述螺旋来相继地扫描所考虑的所述指向方向。
6.根据权利要求1所述的方法(50)，其中：
-在所述搜索阶段(60)期间，根据所述卫星(20)的理论轨迹、在两个相继的用于测量功率的步骤(52)之间更新所述卫星的所述理论方向，以及/或者
-在所述确认阶段(70)期间，根据所述卫星(20)的理论轨迹、在两个相继的用于测量功率的步骤(52)之间更新所述卫星的所述检测方向。
7.根据权利要求1所述的方法(50)，其中，所述第一扫描锥和所述第二扫描锥各自的角宽度大于所述测量天线(30)的辐射图的主瓣的角宽度。
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