CN110505004A - 一种s波段卫星移动通信的卫星信号获取方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法及装置，其中方法可以通过利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置、卫星的地理位置及测量装置所在的预设场景的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号，并利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标识成功追踪卫星的天线的标志信号，进而获取当前卫星信号。这样可以自动的追踪卫星的天线，并且按照追踪误差信号实时调整当前卫星信号的准确度，发送标识成功追踪卫星的天线的标志信号，相较于现有技术，可以准确地成功追踪到卫星的天线，减少普通天线本身对卫星影响。

Description

一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法及装置

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，特别是涉及一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法及装置。

背景技术

随着通信技术的发展，人们对通信业务的质量及速度的要求越来越高。因此第三代合作伙伴计划组织(the 3rd Generation Partner Project，简称3GPP)开始把卫星通信融入第五代移动通信网络5G中。卫星通信作为地面通信的补充和拓展，在医疗、自然灾害，边远地区通信等领域发挥着重要作用。

在卫星通信中，卫星信道的特征是卫星通信的基础，为了能够掌握卫星信道的特征，需要获取卫星信号，一般可以采用如下方式获取所需的卫星信号：

使用普通天线接收来自卫星天线的卫星信号，将这个卫星信号依次经过混频器、低噪放及存储器处理，获取到所需的卫星信号。

上述方式获取所需的卫星信号存在如下问题：

一般普通天线可以是全向天线，也可以是定向接收的天线。对于全向天线而言，全向天线的总功率一定，全向天线各个方向接收卫星天线的卫星信号的增益较小，而且，多径效应会影响卫星信号的准确性；对于定向接收的天线而言，由于定向接收的天线本身接收卫星信号方向的限制，并且定向接收的天线接收卫星天线的卫星信号的增益较小，只能按照固有的方向接收卫星天线的卫星信号，也会对卫星信号的准确性产生影响。

综上所述，相关技术中使用的普通天线会影响卫星信号的准确性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法及装置，用以解决现有技术中使用的普通天线会影响卫星信号的准确性的技术问题。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施提供了一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，所述方法包括：

获取一领航信号、在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角、所述测量装置的运动位置信息，及所述卫星的地理位置，所述测量装置的运动位置信息包括：所述测量装置所在的预设场景的经纬度、所述测量装置的运动轨迹及所述测量装置的地理位置；

利用所述领航信号的信号功率、所述测量装置的运动轨迹、所述测量装置的地理位置及所述卫星的地理位置，确定所述卫星运行过程中的所述测量装置的姿态角；

利用所述测量装置的姿态角、所述测量装置所在的预设场景的经纬度及所述卫星的地理位置，确定所述测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角；

计算所述理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号；

利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，所述标志信号用于标识成功追踪所述卫星的天线；

在接收到所述标志信号的情况下，获取当前卫星信号。

进一步的，所述方法还包括：

在利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号之前，依次通过微分、比例放大、积分、比例放大的算法，调整接收天线对准所述卫星的最大增益天线。

进一步的，所述方法还包括：

在接收到所述标志信号的情况下，获取当前卫星信号之后，对当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，并解析当前卫星信号的特征，以及存储当前卫星信号的特征。

进一步的，在接收一领航信号之前，所述方法还包括：

通过测量信号发射模块接收基带信号，将所述基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将所述模拟射频信号经卫星进行转发，并发送一领航信号，其中所述基带信号携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例。

进一步的，所述方法还包括：存储所述测量装置所在的预设场景的经纬度，并对所述卫星所在方向上的环境信息进行实时存储。

第二方面，本发明实施提供了一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置包括：

可控信号采集模块，包括：接收单元以及第一追踪单元；

所述接收单元，用于获取一领航信号、在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角、所述测量装置的运动位置信息，及所述卫星的地理位置，所述测量装置的运动位置信息包括：所述测量装置所在的预设场景的经纬度、所述测量装置的运动轨迹及所述测量装置的地理位置；

所述第一追踪单元，用于：

利用所述领航信号的信号功率、所述测量装置的运动轨迹、所述测量装置的地理位置及所述卫星的地理位置，确定所述卫星运行过程中的所述测量装置的姿态角；

利用所述测量装置的姿态角、所述测量装置所在的预设场景的经纬度及所述卫星的地理位置，确定所述测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角；

计算所述理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号；

利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，所述标志信号用于标识成功追踪所述卫星的天线；

实时通信模块，用于在接收到所述标志信号的情况下，获取所述可控信号采集模块的当前卫星信号。

进一步的，所述可控信号采集模块还包括：

第二追踪单元，用于在所述第一追踪单元利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号之前，依次通过微分、比例放大、积分、比例放大的算法，调整接收天线对准所述卫星的最大增益天线；若追踪所述卫星的天线成功，则发送一个标志信号。

进一步的，所述装置还包括：

人机交互模块，用于：

通过实时通信模块接收所述可控信号采集模块的输出信息，所述输出信息包括：当前卫星信号及卫星状态信息中的一种或多种，所述卫星状态信息包括：所述天线的姿态角及接收天线是否成功追踪所述卫星的天线的追踪状态；显示所述输出信息。

进一步的，所述装置还包括：

数据处理模块，用于在所述实时通信模块用于在接收到所述标志信号的情况下，获取所述可控信号采集模块的当前卫星信号之后，对当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，并解析当前卫星信号的特征，以及存储当前卫星信号的特征。

进一步的，所述装置还包括：

测量信号设计模块，用于在所述接收单元，用于接收一领航信号之前，获取向测量信号发射模块发送基带信号，所述基带信号携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例；

所述测量信号发射模块，用于接收所述基带信号，将所述基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将所述模拟射频信号经卫星进行转发，并向所述接收单元发送一领航信号。

第三方面，本发明实施提供了一种电子设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面所述的方法步骤。

第四方面，本发明实施提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一的方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种应用程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一方法。

第六方面，本发明实施还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面任一的方法。

本发明实施例提供的一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法及装置，本发明实施例中，可以通过利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置、卫星的地理位置及测量装置所在的预设场景的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号，并利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标识成功追踪卫星的天线的标志信号，进而获取当前卫星信号。这样可以自动的追踪卫星的天线，并且按照追踪误差信号实时调整当前卫星信号的准确度，发送标识成功追踪卫星的天线的标志信号，相较于现有技术，可以准确地成功追踪到卫星的天线，这样得到的当前卫星信号相较于现有技术更加准确，减少普通天线本身对卫星影响。

当然，实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的S波段卫星移动通信的卫星信号获取装置的第一结构示意图；

图3为本发明实施例提供的S波段卫星移动通信的卫星信号获取装置的第二结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术的现有技术中相关技术中使用的普通天线会影响卫星信号的准确性的技术问题，本发明实施例提供一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取装置，可以通过利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置、卫星的地理位置及测量装置所在的预设场景的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号，并利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标识成功追踪卫星的天线的标志信号，进而获取当前卫星信号。这样可以自动的追踪卫星的天线，并且按照追踪误差信号实时调整当前卫星信号的准确度，发送标识成功追踪卫星的天线的标志信号，相较于现有技术，可以准确地成功追踪到卫星的天线，这样得到的当前卫星信号相较于现有技术更加准确，减少普通天线本身对卫星影响。

下面首先对本发明实施例提供的S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法进行介绍。

本发明实施例所提供的一种S波段卫星移动通信的卫星信号获取方法，应用于卫星通信的电子设备。其中，电子设备可以为服务器，在此不做限定。

如图1所示，本发明实施例所提供的一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，该方法可以包括如下步骤：

步骤110，获取一领航信号、在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角、测量装置的运动位置信息，及卫星的地理位置，测量装置的运动位置信息包括：测量装置所在的预设场景的经纬度、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置。

首先说明，为了得到最终精准的当前卫星信号，可以直接使用细追踪，即上述步骤120至步骤150的内容，也可以在粗追踪的基础上，实现细追踪。进一步地说明粗追踪的实现方案：

天线接通电源后开始沿顺时针在水平方向上进行旋转，在旋转过程中对信号进行采样，并通过采样得到的信号数据计算信号的在该方位角下的功率，并存储信号功率信息。

当天线旋转360°后，对存储的信号功率信息进行遍历，遍历过程需要设定矩形搜索窗，利用矩形搜索窗对采样信号进行截断，计算其截断后采样点的平均功率，然后矩形搜索窗右移n位再次计算平均功率，n是根据天线的旋转速度和信号的采样率确定的。天线旋转速度越小或信号的采样率越大，n越大。直到矩形搜索窗将360°接收到的数据全部截取并计算平均功率。通过遍历得到平均功率最大的方位角，并将旋转天线到该方位角，然后保持方位角不变，对俯仰角进行旋转，同时对接收到的卫星信号进行采样并存储。

当天线旋转90°后，对接收信号进行遍历，遍历过程利用同样的矩形搜索窗对采样信号进行截断，计算其截断后采样点的平均功率，然后矩形搜索窗右移n位再次计算平均功率，n是根据天线的旋转速度和信号的采样率确定的，天线旋转速度越小或信号的采样率越大，n越大。直到矩形搜索窗将90°接收到的数据全部截取并计算平均功率。通过遍历得到平均功率最大的俯仰角，将天线旋转到该俯仰角。然后保持方位角和俯仰角不变，对极化角进行旋转，同时对接收到的卫星信号进行采样并存储。

当天线旋转360°后，对接收信号进行遍历，遍历过程利用同样的矩形搜索窗对采样信号进行截断，计算其截断后采样点的平均功率，然后矩形搜索窗右移n位再次计算平均功率，n根据高频头的旋转速度和信号的采样率确定，高频头旋转速度越小或信号的采样率越大，n越大。直到矩形搜索窗将360°接收到的数据全部截取并计算平均功率。通过遍历得到平均功率最大的极化角，将高频头旋转到该角度。从而完成根据信号的功率对卫星进行追踪的过程。

其次，为了方便理解本发明实施例，以下介绍一下本步骤110中“领航信号”、“天线的当前卫星信号的姿态角”、“测量装置”、“测量装置的运动位置信息”、“卫星的地理位置”及“测量装置所在的预设场景”的使用术语，具体介绍如下：

首先，领航信号可以是恒包络连续的卫星信号，作用是为天线的粗追踪提供测量用例。所述领航信号可以携带卫星的运行轨迹。领航信号的获取方式可以是直接获取得到的。为了能够获取到上述领航信号，其中，领航信号的来源可以是卫星星历，一般卫星星历可以知道卫星轨迹，卫星轨迹可以是根据卫星的高度及角度进行确定的。

其次，天线的当前卫星信号的姿态角可以但不限于包括：天线俯仰角、天线方位角及天线极化角。天线的当前卫星信号的姿态角的获取方式可以是通过天线直接反馈得到的。

再次，测量装置用于辅助获取S波段卫星移动通信中的卫星信号的装置，测量装置可以为安装有各测量模块及各测量单元的可移动平台或可移动载体，比如，用于测量的可移动汽车。

再次，测量装置的运动位置信息可以包括但不限于：测量装置所在的预设场景的经纬度、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置。测量装置的运动位置信息的获取方式可以是通过测量装置上的定位器得到的测量装置的运动位置信息。其中定位器可以但不限于：Global Positioning System(全球定位系统，简称GPS)定位器。

最后，所述测量装置所在的预设场景可以是指预先为测量装置划分确定的，测量装置所在的场景。

步骤120，利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置及卫星的地理位置，确定卫星运行过程中的测量装置的姿态角。

其中，卫星运行过程中的测量装置的姿态角可以但不限于包括：测量装置的俯仰角、横滚角及航向角。

卫星的天线中的集成陀螺仪模块和电子罗盘模块，陀螺仪模块可以测量得到测量装置的俯仰角和横滚角，电子罗盘模块可以得到测量装置的航向角。

步骤130，利用测量装置的姿态角、测量装置所在的预设场景的经纬度及卫星的地理位置，确定测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角。

已知卫星的位置中的经度λ_s，测量装置的在姿态角中航向角俯仰角ω，横滚角δ，测量装置所在的预设场景的经纬度中的经度λ_g，纬度可以通过如下公式，得到天线对准卫星时理想的姿态角中的方位角A′、俯仰角E′、极化角P′：

x′、y′、z′满足：

其中：

其中：

A为测量装置静止时的卫星的方位角，E为测量装置静止时的卫星的俯仰角，x′、y′、z′、x、y、z为计算的中间变量，无实际的物理意义。

步骤140，计算理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号。

其中，追踪误差信号可以是指理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的误差信号。理想卫星信号中包含测量装置所在的预设场景下天线无误差追踪卫星时，天线的姿态角，即天线的理想卫星信号的姿态角包括天线俯仰角、天线方位角及天线极化角。理想卫星信号用来作为当前卫星信号的参考信号。

基于上述步骤110中获取在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角，可以包括：直接获取在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角，所述天线的当前卫星信号的姿态角包括：天线俯仰角A₀、天线方位角E₀、及天线极化角P₀，以及基于上述步骤130中确定的所述测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角，可以包括：天线俯仰角A′、天线方位角E′以及天线极化角P′；本步骤140中可以采用如下步骤，可以通过如下公式，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号：

通过ΔA＝A₀-A′，ΔE＝E₀-E′，ΔP＝P₀-P′，得到追踪误差信号，其中，所述追踪误差信号包括：理想卫星信号与当前卫星信号之间的天线俯仰角差ΔA、理想卫星信号与当前卫星信号之间的天线方位角差ΔE以及理想卫星信号与当前卫星信号之间的天线极化角差ΔP。

步骤150，利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，标志信号用于标识成功追踪卫星的天线。其中，本步骤150中调整当前卫星信号的准确度可以包括：实时利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度。这样可以实时调整当前卫星信号的准确度，及时提高追踪卫星的准确性。

本步骤150中可以采用如下任一种实现方式，利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，包括：

在一种可能的实现方式中，将追踪误差信号调小，使得当前卫星信号的姿态角与理想卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号变小。这样会使得追踪误差信号变小，追踪的当前卫星信号更加准确。

在另一种可能的实现方式中，将追踪误差信号反馈给S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中伺服控制端，利用追踪误差信号驱动天线，使天线向误差变小的方向转动。

上述当前卫星信号的准确度可以是根据用户需求进行设置。一般准确率可以大于60％小于100％。

步骤160，在接收到标志信号的情况下，获取当前卫星信号。

本发明实施例中，可以通过利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置、卫星的地理位置及测量装置所在的预设场景的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号，并利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标识成功追踪卫星的天线的标志信号，进而获取当前卫星信号。这样可以自动的追踪卫星的天线，并且按照追踪误差信号实时调整当前卫星信号的准确度，发送标识成功追踪卫星的天线的标志信号，相较于现有技术，可以准确地成功追踪到卫星的天线，这样得到的当前卫星信号相较于现有技术更加准确，减少普通天线本身对卫星影响。

利用上述步骤120至步骤150即可完成对卫星的天线的精确追踪，但是只使用上述步骤120至步骤150每次直接对卫星的天线进行追踪，计算量较大，增加了系统的负担，因此为了解决这个技术问题，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，所述方法还包括：

在利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号之前，依次通过微分、比例放大、积分、比例放大的算法，调整接收天线对准所述卫星的最大增益天线。

为了后期能对当前卫星信号进行研究使用，可以对当前卫星信号进行分析及存储，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，所述方法还包括：

在接收到所述标志信号的情况下，获取当前卫星信号之后，对当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，并解析当前卫星信号的特征，以及存储当前卫星信号的特征。

为了能够让基带信号中携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，在接收一领航信号之前，所述方法还包括：

通过测量信号发射模块接收基带信号，将所述基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将所述模拟射频信号经卫星进行转发，并发送一领航信号，其中所述基带信号携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例。

为了后期能对所述测量装置所在的预设场景的信息进行存储以及对卫星所在方向上的环境信息进行实时存储，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，所述方法还包括：存储所述测量装置所在的预设场景的经纬度，并对所述卫星所在方向上的环境信息进行实时存储。

下面继续对本发明实施例提供的S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置进行介绍。

如图2所示，本发明实施例所提供的一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，该装置可以包括如下内容：

可控信号采集模块01包括：接收单元11以及第一追踪单元12；

接收单元11，用于获取一领航信号、在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角、所述测量装置的运动位置信息，及所述卫星的地理位置，所述测量装置的运行位置信息包括：所述测量装置所在的预设场景的经纬度、所述测量装置的运动轨迹及所述测量装置的地理位置；

领航信号可以携带卫星的运行轨迹。接收单元11可以但不限于为：多螺旋阵列卫星信号接收天线。这些卫星信号接收天线内置多级可控低噪放大器，满足不同测试场景下对卫星信号的增益可控放大。

其中，在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角可以但不限于包括：天线俯仰角、天线方位角及天线极化角。

第一追踪单元12，用于：

利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、所述测量装置的地理位置及所述卫星的地理位置，确定所述卫星运行过程中的所述测量装置的姿态角；

利用所述测量装置的姿态角，所述测量装置所在的预设场景的经纬度及所述卫星的地理位置，确定所述测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角；

计算所述理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号；

利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，所述标志信号用于标识成功追踪所述卫星的天线；

实时通信模块02，用于在接收到标志信号的情况下，获取可控信号采集模块的当前卫星信号。

为了能够获取到上述接收单元中的领航信号，其中，领航信号的来源可以是卫星星历，一般卫星星历可以知道卫星轨迹，卫星轨迹可以是根据卫星的高度及角度进行确定的。领航信号的来源也可以是本发明实施例的S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的其他模块，比如，测量信号发射模块发送的领航信号。进一步的，所述S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置还包括：测量信号设计模块，用于在接收单元，用于接收一领航信号之前，获取向测量信号发射模块发送基带信号，所述基带信号携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例；

所述测量信号发射模块，用于接收所述基带信号，将所述基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将所述模拟射频信号经卫星进行转发，并向所述接收单元发送一领航信号。

为了能够让基带信号中携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例，上述测量信号设计模块，具体用于：

在所述接收单元，用于接收一领航信号之前，若获取离散的数据的测试用例，则将离散的数据转换为与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例；

若获取与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例，则直接生成基带信号，所述基带信号中携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例。

对于当前卫星信号，由于带宽、功率等因素的限制，需要对需要的信号进行设计，再通过卫星进行转发，测量信号设计模块根据卫星的带宽、频率、功率设计相应的测试用例，通过可编程文件转换引擎将设计好的基带信号转化为测量信号发射模块匹配的文件，并通过测量信号发射模块将基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将射频信号经卫星进行转发。

为了能够基于上述领航信号调整当前卫星信号的准确度，所述第一追踪单元可以采用如下方式调整当前卫星信号的准确度：

利用所述追踪误差信号进行闭环反馈，以完成对当前卫星信号的追踪。也就是利用追踪误差信号弥补当前卫星信号与理想卫星信号之间的差值。这样可以完成对卫星的天线的精确追踪。

利用上述第一追踪单元即可完成对卫星的天线的精确追踪，但是只使用第一追踪单元每次直接对卫星的天线进行追踪，计算量较大，增加了系统的负担，因此为了解决这个技术问题，结合图2所示，参见图3，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置还包括：

第二追踪单元13，用于在第一追踪单元利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号之前，依次通过微分、比例放大、积分、比例放大的算法，调整接收天线对准所述卫星的最大增益天线；若追踪卫星的天线成功，则发送一个标志信号，若追踪所述卫星的天线失败，直接执行第一追踪单元。

其中，接收天线和发射天线均可以是指同一天线，即本发明实施例S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线。从接收信号的角度出发，将本发明实施例S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线，称为接收天线。从发射信号的角度出发，将本发明实施例S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线，称为发射天线。

基于上述本发明实施例S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线，上述第二追踪单元13中调整接收天线对准卫星的最大增益天线的目的是为了将本发明实施例S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线始终对准卫星的天线功率最大的方向，以搜索到卫星信号的最强主径。

上述第二追踪单元追踪卫星的天线的目的是用于粗略的追踪卫星的天线，在这个粗略的追踪卫星的天线的基础上，使用第一追踪单元再对卫星的天线进行追踪，可以减少第一追踪单元的计算量，减小系统负担。

上述第二追踪单元和上述第一追踪单元可以包含于自动追踪伺服模块，以保证S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线，追踪卫星天线的准确度。

上述可控信号采集模块01还可以但不限于包括：用于将接收机时钟调整到与测量信号发射模块同步的同步单元。

本发明实施例中，可以通过第一追踪单元追踪卫星的天线，并且通过可以通过利用领航信号的信号功率、测量装置的运动轨迹、测量装置的地理位置、卫星的地理位置及测量装置所在的预设场景的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号，并利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标识成功追踪卫星的天线的标志信号，进而获取当前卫星信号。这样可以自动的追踪卫星的天线，并且按照追踪误差信号实时调整当前卫星信号的准确度，发送标识成功追踪卫星的天线的标志信号，相较于现有技术，可以准确地成功追踪到卫星的天线，这样得到的当前卫星信号相较于现有技术更加准确，减少普通天线本身对卫星影响。

结合图2，为了方便显示信息并且方便对S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置的控制，参见图3所示，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置还包括：

人机交互模块05，用于：

通过实时通信模块02接收可控信号采集模块01的输出信息，所述输出信息包括：当前卫星信号及卫星状态信息中的一种或多种，卫星状态信息包括：天线的姿态角及接收天线是否成功追踪卫星的天线的追踪状态；显示输出信息。

追踪状态可以但不限于包括：接收天线追踪卫星的天线的成功追踪状态及接收天线追踪卫星的天线的失败追踪状态。

上述人机交互模块05可以通过实时通信模块02与可控信号采集模块01之间进行通信。其中上述输出信息还可以但不限于包括：控制信号及通信信号，这些输出信息可以是通过实时通信模块02进行分离，并与人机交互模块05进行通信。

为了方便人工和机器的交互，上述人机交互模块05可以包括：人机交互界面，人机交互模块05，还用于：

通过设置S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中的天线跟踪频点及卫星轨位参数，来辅助天线进行卫星跟踪；并且，通过人机交互界面反馈所述测量装置所在的预设场景的经纬度、天线状态、伺服运转角度、功放增益的参数信息；实时显示信号的一阶统计量和二阶统计量；以及控制S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置的启动与暂停。只要能够方便用户使用的操作，均可以使用人机交互模块05实现，在此不做具体限定。

结合图2，为了后期能对当前卫星信号进行研究使用，可以对当前卫星信号进行分析及存储，参见图3所示，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置还包括：

数据处理模块06，用于在实时通信模块02用于在接到到标志信号的情况下，获取可控信息采集模块01的当前卫星信号之后，对当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，并解析当前卫星信号的特征，以及存储当前卫星信号的特征。

上述数据处理模块06中的当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，进一步可以包括：

对卫星信号的I路数据和Q路数据进行解码，变频，滤波。

对于上述数据处理模块06可以是由大规模可编程阵列组成，由大规模可编程阵列组成，实现对当前卫星信号的实时存储，并对当前卫星信号的解析。

本发明实施例中，利用当前卫星信号，后期能够确定出S波段的卫星信道特征。

结合图2，为了后期能对所述测量装置所在的预设场景的信息进行存储以及对卫星所在方向上的环境信息进行实时存储，参见图3所示，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置还包括：

二维场景记录模块07，用于存储所述测量装置所在的预设场景的经纬度，并对所述卫星所在方向上的环境信息进行实时存储。

所述测量装置所在的预设场景的信息可以是指所需测量场景周围的环境信息，这些信息可以是图片信息，示例性，所述测量装置所在的预设场景的信息可以但不限于是指：所述测量装置所在的预设场景周围的建筑物、植被及天气。这些信息也可以是图片信息，示例性，所述测量装置所在的预设场景的信息可以但不限于是指：所述测量装置所在的预设场景所处的经纬度及测量时间。这样可以掌握所述测量装置所在的预设场景的信息，为获取当前卫星信号提供依据。

上述二维场景记录模块07可以在测量设计模块之前使用，这样可以预先记录这些数据。上述二维场景记录模块07也可以在人机交互模块3之后使用，这样可以实现后期记录这些数据。

其中，二维场景记录模块07中的存储方式可以但不限于是指图片形式及数据形式。任何方便存储的方式，均属于本发明实施例的保护范围。

二维场景记录模块07可以但不限于包括180°视野捕捉单元、场景存储单元和高精度定位单元，用于实现二维场景记录模块07的功能。

结合图2，为了能够使得S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置工作，参见图3所示，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置还包括：

装置驱动模块08，用于为S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置提供驱动电平。

上述装置驱动模块08为可控信号采集模块01、实时通信模块02、测量信号设计模块03、测量信号发射模块04及人机交互模块05提供驱动电平，装置驱动模块08可以但不限于包括交流AC-直流DC转换模块以及直流稳压模块，不同单元的驱动电平不同，装置驱动模块08还用于为装置搭载平台09提供的电平，转换为S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中各模块及各单元可以使用的电平。

为了实现装置驱动模块08为S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置提供驱动电平，本发明实施例的上述人机交互模块05，还用于：

向装置驱动模块08发送一个启动信号，装置驱动模块08接受到所述启动信号后，为装置搭载平台09提供12伏直流电DC，并通过装置驱动模块08交流AC-直流DC转换模块以及直流稳压模块，转化为为S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置中各模块及各单元可以使用的电平。

结合图2，由于移动卫星信道特征测量需要在特定场景比如静止环境或移动环境下进行静止或移动，为了使得本发明实施例的S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置以满足不同场景的测量要求，参见图3所示，本发明实施例还提供一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，所述装置还包括：

装置搭载平台09，用于为S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置提供可移动搭载平台。这样可以满足不同场景的测量要求。

本发明实施例中，由此可见，可以通过第一追踪单元追踪卫星的天线，并且通过天线的姿态角及所述测量装置所在的预设场景所在的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号，并利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标识成功追踪卫星的天线的标志信号，进而获取当前卫星信号。这样可以自动的追踪卫星的天线，并且按照追踪误差信号实时调整当前卫星信号的准确度，发送标识成功追踪卫星的天线的标志信号时，相较于现有技术，可以准确地成功追踪到卫星的天线，这样得到的当前卫星信号相较于现有技术更加准确，减少普通天线本身对卫星影响。

下面继续对本发明实施例提供的电子设备进行介绍。

本发明实施例还提供了一种电子设备，如图4所示，包括处理器21、通信接口22、存储器23和通信总线24，其中，处理器21，通信接口22，存储器23通过通信总线24完成相互间的通信，

存储器23，用于存放计算机程序；

处理器21，用于执行存储器23上所存放的程序时，实现如下步骤：

接收一领航信号，领航信号携带卫星的运行轨迹；

根据领航信号的信号功率及运行轨迹，确定卫星运行过程中的天线的姿态角及所述测量装置所在的预设场景所在的经纬度；

利用天线的姿态角及所述测量装置所在的预设场景所在的经纬度，计算理想卫星信号与当前卫星信号之间的追踪误差信号；

利用追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，标志信号用于标识成功追踪卫星的天线；

在接收到标志信号的情况下，获取可控信号采集模块的当前卫星信号。

上述电子设备提到的通信总线可以是PCI(Peripheral ComponentInterconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)，也可以包括NVM(Non-Volatile Memory，非易失性存储器)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、NP(Network Processor，网络处理器)等；还可以是DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理器)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法的步骤。

本发明实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法的步骤。

本发明实施例提供了一种计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置/电子设备/计算机可读存储介质/包含指令的计算机程序产品/计算机程序实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见装置实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取方法，其特征在于，所述方法包括：

获取一领航信号、在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角、所述测量装置的运动位置信息，及所述卫星的地理位置，所述测量装置的运动位置信息包括：所述测量装置所在的预设场景的经纬度、所述测量装置的运动轨迹及所述测量装置的地理位置；

利用所述领航信号的信号功率、所述测量装置的运动轨迹、所述测量装置的地理位置及所述卫星的地理位置，确定所述卫星运行过程中的所述测量装置的姿态角；

利用所述测量装置的姿态角、所述测量装置所在的预设场景的经纬度及所述卫星的地理位置，确定所述测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角；

计算所述理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号；

利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，所述标志信号用于标识成功追踪所述卫星的天线；

在接收到所述标志信号的情况下，获取当前卫星信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号之前，依次通过微分、比例放大、积分、比例放大的算法，调整接收天线对准所述卫星的最大增益天线。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在接收到所述标志信号的情况下，获取当前卫星信号之后，对当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，并解析当前卫星信号的特征，以及存储当前卫星信号的特征。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，在接收一领航信号之前，所述方法还包括：

通过测量信号发射模块接收基带信号，将所述基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将所述模拟射频信号经卫星进行转发，并发送一领航信号，其中所述基带信号携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例。

5.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：存储所述测量装置所在的预设场景的经纬度，并对所述卫星所在方向上的环境信息进行实时存储。

6.一种S波段卫星移动通信中的卫星信号获取装置，其特征在于，所述装置包括：

可控信号采集模块，包括：接收单元以及第一追踪单元；

所述接收单元，用于获取一领航信号、在卫星运行过程中测量装置中天线的当前卫星信号的姿态角、所述测量装置的运动位置信息，及所述卫星的地理位置，所述测量装置的运动位置信息包括：所述测量装置所在的预设场景的经纬度、所述测量装置的运动轨迹及所述测量装置的地理位置；

所述第一追踪单元，用于：

利用所述领航信号的信号功率、所述测量装置的运动轨迹、所述测量装置的地理位置及所述卫星的地理位置，确定所述卫星运行过程中的所述测量装置的姿态角；

利用所述测量装置的姿态角、所述测量装置所在的预设场景的经纬度及所述卫星的地理位置，确定所述测量装置中天线的理想卫星信号的姿态角；

计算所述理想卫星信号的姿态角与当前卫星信号的姿态角之间的追踪误差信号；

利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号，所述标志信号用于标识成功追踪所述卫星的天线；

实时通信模块，用于在接收到所述标志信号的情况下，获取所述可控信号采集模块的当前卫星信号。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述可控信号采集模块还包括：

第二追踪单元，用于在所述第一追踪单元利用所述追踪误差信号，调整当前卫星信号的准确度，并发送一标志信号之前，依次通过微分、比例放大、积分、比例放大的算法，调整接收天线对准所述卫星的最大增益天线；若追踪所述卫星的天线成功，则发送一个标志信号。

8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

人机交互模块，用于：

通过实时通信模块接收所述可控信号采集模块的输出信息，所述输出信息包括：当前卫星信号及卫星状态信息中的一种或多种，所述卫星状态信息包括：所述天线的姿态角及接收天线是否成功追踪所述卫星的天线的追踪状态；显示所述输出信息。

9.如权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

数据处理模块，用于在所述实时通信模块用于在接收到所述标志信号的情况下，获取所述可控信号采集模块的当前卫星信号之后，对当前卫星信号的I路数据和Q路数据进行解析，并解析当前卫星信号的特征，以及存储当前卫星信号的特征。

10.如权利要求6至8任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

测量信号设计模块，用于在所述接收单元，用于接收一领航信号之前，获取向测量信号发射模块发送基带信号，所述基带信号携带有与测量信号发射模块匹配的文件的测试用例；

所述测量信号发射模块，用于接收所述基带信号，将所述基带信号调制为模拟射频信号，通过发射天线将所述模拟射频信号经卫星进行转发，并向所述接收单元发送一领航信号。