CN110932768A - 一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座geo干扰规避方法 - Google Patents

Abstract

一种基于极轨卫星姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，针对当前极轨星座GEO干扰规避方法没有考虑星座覆盖连续性，有可能导致极轨星座业务中断的不足的问题，通过极轨星座卫星的姿态连续偏置实现GEO卫星的频率干扰规避，同时通过卫星姿态偏置规律的优化，使得极轨星座覆盖连续且覆盖交叠区余量最大，从而确保极轨星座覆盖连续性。

Description

一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法

技术领域

本发明涉及一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，属于卫星干扰规避领域。

背景技术

从空间时代开始，卫星通信就是空间技术的重要应用方向。随着卫星技术的发展，人类对于全球范围内的高速网络接入服务的需求不断增长。人类利用地球静止轨道(GEO)卫星，提供卫星通信服务已有数十年历史。地球静止轨道卫星的特点是倾角为零且轨道周期与地球自转周期一致。因此对于地面站而言卫星的位置几乎是静止的，这种优良的特点使得利用GEO卫星通信得到长足发展。然而随着社会的不断发展，对高速率、低时延的通信需求不断上升，加之GEO轨位以及频率资源的限制，单纯的GEO卫星通信已经无法满足未来卫星通信领域的需求。相比于传统的GEO轨道通信卫星，极轨通信星座能够轻易覆盖GEO轨道通信卫星难以覆盖的两极区域，在全球覆盖方面具有天然的优势。利用极轨星座实现全球范围的通信覆盖与互联网接入服务是未来卫星通信领域中的重点发展方向。由于空间频率资源的稀缺性，极轨通信星座往往需要与GEO卫星共用通信频率，因此如何实现与高轨卫星的同频兼容且不影响自身业务的开展是低轨通信星座的核心技术之一。

当前，Oneweb公司提出了一种基于卫星俯仰姿态偏置的GEO频率干扰规避策略(专利申请号：PCT/IB2015/002383)，该方法通过极轨星座卫星的姿态连续偏置，实现低轨通信星座与GEO卫星之间的频率干扰规避，但是其并未给出具体的实施方法与技术途径没有介绍卫星姿态偏置规律的获取方法，无法保证极轨卫星覆盖的连续性，不利于极轨星座的工程实现。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对目前现有技术中，当前极轨星座GEO干扰规避方法没有考虑星座覆盖连续性，有可能导致极轨星座业务中断的不足，提出了一种能够保证星座覆盖连续性的基于极轨卫星姿态偏置的极轨星座 GEO干扰规避方法。

本发明解决上述技术问题是通过如下技术方案予以实现的：

一种基于极轨卫星姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，步骤如下：

(1)确定待与卫星通信的地面站位置，并根据该地面站位置选择通信链路最短的GEO卫星；

(2)于同地面站可见范围内进行通信的极轨卫星中，选取一颗极轨卫星，获取该极轨卫星的波束指向，同时计算星上隔离角β，其中，所述星上隔离角为极轨卫星覆盖区边缘和GEO卫星与地面站连线之间的夹角；

(3)预设星上隔离角门限值，判断步骤(2)所得星上隔离角是否满足门限值要求，若不小于门限值，卫星姿态不进行偏置，继续保持当前状态；若小于门限值，确定极轨卫星偏置方向，沿该方向使卫星姿态偏置，进入步骤(4)；

(4)对步骤(2)中所选极轨卫星偏置方向的相反方向第一颗相邻卫星的卫星姿态进行偏置，使偏置后第一颗相邻卫星的波束能够对原极轨卫星波束的偏置后缺失的波束覆盖范围进行补充覆盖；

(5)确定所选极轨卫星偏置方向的相反方向第二颗相邻卫星的波束覆盖范围，计算偏置后第一颗相邻卫星与第二颗相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度，若计算结果为正，则第二颗相邻卫星的波束可覆盖第一颗相邻卫星偏置后缺失的波束覆盖范围，第二颗卫星不需要偏置；若计算结果为负，则需对第二颗相邻卫星及沿卫星偏置方向的相反方向的其他卫星按顺序进行卫星姿态偏置，并于每颗卫星偏置后计算覆盖交叠区余量宽度，直至覆盖交叠区余量宽度为正，此时其余极轨卫星不再需要进行偏置；

(6)对步骤(5)所得所有极轨卫星及相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度利用枚举法进行优化计算，并获取该卫星姿态偏置方案中，每个极轨卫星于一个轨道周期内的最优偏置角度随卫星纬度幅角变化规律图，根据该变化规律图对一个轨道周期内的所有卫星的工作流程进行规划。

还包括步骤(7)，对最优偏置角度随卫星纬度幅角变化规律图记录，并作为一个轨道周期偏置方案，在之后的轨道周期内控制所有极轨卫星的卫星姿态偏置。

若所述极轨卫星纬度幅角位于赤道关机范围内，则关闭该极轨卫星通信用全部波束，直至该极轨卫星离开赤道关机范围。

所述赤道关机范围为：[-1/2γ,+1/2γ]或[180-1/2γ,180]或[-180,-180+1/2γ]，γ为相邻极轨卫星之间的纬度幅角差。

所述步骤(2)中，选取地面站可见范围内进行通信的目标极轨卫星的具体要求为：所选取的极轨卫星必须满足通信仰角最高。

所述步骤(2)中，星上隔离角的计算方法具体为：

式中，RE为地球半径，H_GEO为GEO轨道高度，H_L为低轨通信星座的轨道高度，lat为极轨卫星纬度幅角，θ为波束宽度。

预设星上隔离角门限值时，星上隔离角门限值的具体确定方法为：

根据低轨卫星天线增益方向图，增益为天线最高增益减去低轨卫星通信载噪比要求值后得到增益所对应的角度，计算方法具体为：

G(α₀)＝G_max-C/I

式中，G为天线增益，Gmax为天线最大增益，C/I为卫星通信载噪比要求值，G(α₀)为星上隔离角门限值对应的天线增益。

所述步骤(3)中，极轨卫星偏置方向具体为：使得极轨卫星波束靠近赤道方向，若极轨卫星位于北半球则向南偏置，若极轨卫星位于南半球则向北偏置。

所述补充覆盖具体为：任意极轨卫星的相邻极轨卫星偏置后，该极轨卫星与其相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度均大于等于0。

所述极轨卫星及所有相邻卫星进行偏置时，所需偏置角度范围的计算方法具体为：

式中，P_min为卫星偏置角度下限，α₀为星上隔离角门限值，lat为卫星的纬度幅角，θ为波束宽度，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度，H_GEO为GEO卫星轨道高度，P_max为卫星偏置角度上限， EL_min为地面仰角最小值即地面仰角约束。

所述步骤(5)中，任意两颗相邻的极轨卫星的覆盖交叠区余量宽度的计算方法为：

Cov＝RE(L₂-L₁)

式中，Cov为覆盖交叠区宽度，lat₁、lat₂分别为极轨卫星1、2的纬度幅角，P(lat₁)、P(lat₂)分别为极轨卫星1、2的姿态偏置角度，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度。

所述步骤(6)中，每个极轨卫星于一个轨道周期内的最优偏置角度的确定方法为：

(1)对任意两颗相邻的极轨卫星的覆盖交叠区余量宽度优化目标量进行计算；

(2)于所得的所有覆盖交叠区余量宽度优化目标量中，选取最小值作为该卫星姿态偏置方案对应的最优覆盖交叠区余量宽度；

(3)重复步骤(1)、步骤(2)并获取所有记录的卫星姿态偏置方案对应的最优覆盖交叠区余量宽度，并选取最优覆盖交叠区余量宽度最大值对应的卫星姿态偏置方案作为最优姿态偏置方案。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明提出的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，利用卫星姿态的连续性偏置，实现对GEO干扰的有效规避，便于工程实现；在规避过程中通过极轨卫星姿态偏置方案的优化，能够保证极轨星座业务不中断；且所述的方法能够得到覆盖交叠区余量宽度最大的姿偏置方案，能够最大限度的保证极轨星座的覆盖连续性，降低极轨星座运控的精度要求。

(2)本发明提供的基于极轨星座GEO干扰规避方法利用极轨卫星姿态偏置实现GEO干扰规避，其所得到极轨卫星姿态偏置规律具有周期性，极轨卫星运行过程中根据自身纬度幅角即可查询当前时刻所需的偏置角度，偏置角度计算方法简单，有利于极轨卫星实现星上自主姿态偏置管理，极轨卫星波束波束统一开启与关闭，有利于极轨卫星实现星上自主波束管理。

附图说明

图1为发明提供的极轨卫星运行场景示意图；

图2为发明提供的极轨星座GEO干扰场景示意图；

图3为发明提供的极轨星座卫星姿态偏置优化许用范围示意图；

图4为发明提供的极轨星座连续性覆盖约束几何关系示意图；

图5为发明提供的设定极轨星座卫星姿态偏置策略图；

图6为发明提供的设定极轨星座卫星姿态偏置策略优化前后重叠覆盖带宽度对比图；

图7为发明提供的极轨星座姿态偏置GEO干扰规避策略周期性示意图

图8为发明提供的盖交叠区宽度变化示意图；

图9为发明提供的方法流程示意图；

具体实施方式

极轨卫星正常运行过程如图1所示，图1中，1为极轨卫星轨道，2为地球，3为极轨卫星，4为赤道平面，5为降交点，6为升交点。极轨卫星正常运行时沿着极轨卫星轨道周期性的穿越赤道面。本专利所述的一种基于极轨卫星姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，通过极轨星座卫星的姿态连续偏置实现GEO卫星的频率干扰规避，同时通过卫星姿态偏置规律的优化，使得极轨星座覆盖连续且覆盖交叠区余量最大，从而确保极轨星座覆盖连续性，如图 9所示，具体步骤如下：

(1)确定待与卫星通信的地面站位置，并根据该地面站位置选择通信链路最短的GEO卫星；

(2)于同地面站可见范围内进行通信的极轨卫星中，选取目标极轨卫星，获取该极轨卫星的波束指向，同时计算星上隔离角β，星上隔离角如图2所示，图2中,1为极轨卫星；2为GEO卫星；3为极轨卫星覆盖区域；4为星上隔离角，所述星上隔离角定义为为极轨卫星覆盖区边缘和GEO卫星与地面站连线之间的夹角，其中：

若该极轨卫星纬度幅角位于赤道关机范围内，则关闭该极轨卫星通信用全部波束，直至该极轨卫星离开赤道关机范围；赤道关机范围为：[-1/2γ,+1/2γ] 或[180-1/2γ,180]或[-180,-180+1/2γ]，其中γ为相邻极轨卫星之间的纬度幅角差；

选取地面站可见范围内进行通信的目标极轨卫星的具体要求为：所选取的极轨卫星必须满足通信仰角最高；

星上隔离角的计算方法具体为：

式中，RE为地球半径，H_GEO为GEO轨道高度，H_L为低轨通信星座的轨道高度，lat为极轨卫星纬度幅角，θ为波束宽度；

(3)预设星上隔离角门限值，判断步骤(2)所得星上隔离角是否满足门限值要求，若不小于门限值，卫星姿态不进行偏置；若小于门限值，确定极轨卫星偏置方向，沿该方向使卫星姿态偏置，进入步骤(4)，其中：

预设星上隔离角门限值时，星上隔离角门限值的具体确定方法为：

根据低轨卫星天线增益方向图，增益为天线最高增益减去低轨卫星通信载噪比要求值后得到增益所对应的角度。计算方法具体为：

G(α₀)＝G_max-C/I

式中，G为天线增益，Gmax为天线最大增益，C/I为卫星通信载噪比要求值，G(α₀)为星上隔离角门限值对应的天线增益；

极轨卫星偏置方向具体为：使得极轨卫星波束靠近赤道方向，若极轨卫星位于北半球则向南偏置，若极轨卫星位于南半球则向北偏置；

(4)对步骤(2)中所选极轨卫星偏置方向的相反方向第一颗相邻卫星的卫星姿态进行偏置，使偏置后第一颗相邻卫星的波束能够对原极轨卫星波束的偏置后缺失的波束覆盖范围进行补充覆盖，其中：

补充覆盖具体为：任意极轨卫星的相邻极轨卫星偏置后，该极轨卫星与其相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度均大于等于0；

所述极轨卫星及所有相邻卫星进行偏置时，所需偏置角度范围的计算方法具体为：

式中，P_min为卫星偏置角度下限，α₀为星上隔离角门限值，lat为卫星的纬度幅角，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度，H_GEO为GEO卫星轨道高度，P_max为卫星偏置角度上限，θ为波束宽度， EL_min为地面仰角最小值即地面仰角约束，得到极轨卫星偏置角度范围如图3所示，其中卫星偏置角度上限P_max与卫星纬度幅角无关，卫星偏置角度下限P_min与卫星纬度幅角相关。

(5)确定所选极轨卫星偏置方向的相反方向第二颗相邻卫星的波束覆盖范围，计算偏置后第一颗相邻卫星与第二颗相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度，若计算结果为正，则第二颗相邻卫星的波束可覆盖第一颗相邻卫星偏置后缺失的波束覆盖范围，第二颗卫星不需要偏置；若计算结果为负，则需对第二颗相邻卫星及沿卫星偏置方向的相反方向的其他卫星按顺序进行卫星姿态偏置，并于每颗卫星偏置后计算覆盖交叠区余量宽度，直至覆盖交叠区余量宽度为正，此时其余极轨卫星不再需要进行偏置，其中：

任意两颗相邻的极轨卫星的覆盖交叠区余量宽度的计算方法如下：

Cov＝RE(L₂-L₁)

式中，Cov为覆盖交叠区宽度，lat₁、lat₂分别为极轨卫星1、2的纬度幅角，P(lat₁)、P(lat₂)分别为极轨卫星1、2的姿态偏置角度，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度，极轨星座相邻两颗卫星覆盖交叠区余量宽度如图4所示，其中1为第2颗极轨卫星；2为第2颗极轨卫星偏置角度P(lat₂)；3为覆盖交叠区；4为第1颗极轨卫星；5为第1颗极轨卫星偏置角度P(lat₁)；6为第2颗极轨卫星纬度幅角lat₂；7为第1颗极轨卫星纬度幅角lat₁；8为地球赤道；

(6)对步骤(5)所得所有极轨卫星及相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度利用枚举法进行优化计算，并获取该卫星姿态偏置方案中，每个极轨卫星于一个轨道周期内的最优偏置角度随卫星纬度幅角变化规律图，根据该变化规律图对一个轨道周期内的所有卫星的工作流程进行规划，其中，获取每个极轨卫星于一个轨道周期内的最优偏置角度的步骤具体为：

(6a)对任意两颗相邻的极轨卫星的覆盖交叠区余量宽度优化目标量进行计算；

(6b)于所得的所有覆盖交叠区余量宽度优化目标量中，选取最小值作为该卫星姿态偏置方案对应的最优覆盖交叠区余量宽度；

(6c)重复步骤(6a)、步骤(6b)并获取所有记录的卫星姿态偏置方案对应的最优覆盖交叠区余量宽度，并选取最优覆盖交叠区余量宽度最大值对应的卫星姿态偏置方案作为最优轨道偏置方案；

(7)对最优偏置角度随卫星纬度幅角变化规律图记录，并作为一个轨道周期偏置方案，在之后的轨道周期内控制所有极轨卫星的卫星姿态偏置。

本方法的工作流程具体为：

(1)极轨卫星在飞行过程中，需要实时计算卫星星上隔离角，并与隔离角门限值进行比较。若星上隔离角不小于隔离角门限值，则卫星无须进行姿态偏置；若星上隔离角小于隔离角门限值，则需要卫星进行姿态偏置，姿态偏置的方向为使得卫星的波束靠近赤道。

(2)卫星姿态偏置的大小需大于最小偏置角度，确保GEO卫星干扰规避的有效性；另一方面，卫星姿态偏置的大小需小于最大偏置角度，确保地面站接受信号的仰角最小值满足使用要求。

(3)对姿态偏置卫星偏置方向的相反方向第一颗相邻卫星进行姿态偏置，使得偏置后第一颗相邻卫星的波束能够对原极轨卫星波束的偏置后缺失的波束覆盖范围进行补充覆盖，从而实现连续覆盖。之后计算偏置后第一颗相邻卫星与第二颗相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度，若交叠区余量宽度为正，则第二颗卫星不需要偏置；若计算结果为负，则需对第二颗相邻卫星及沿卫星偏置方向的相反方向的其他卫星按顺序进行卫星姿态偏置，并计算每颗卫星偏置后的交叠区余量宽度，直至找到交叠区余量宽度为正，则后续卫星不需要偏置。

(4)对极轨卫星及相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度利用枚举法进行优化，得到一个轨道周期内卫星优化后的偏置角度，该优化以交叠区余量宽度为优化目标，能够保证卫星姿态偏置过程中极轨星座覆盖连续性，同时能够使得相邻卫星覆盖区交叠区余量取最大值。

(5)在得到一个轨道周期内，卫星姿态偏置的优化规律后，在之后的轨道周期内可以周期性的按照该规律控制极轨卫星的姿态偏置，从而实现GEO干扰规避，如图5所示。

下面结合具体实施例进行进一步说明：

设定极轨星座轨道高度1175km，同轨道面均匀布置48颗卫星实现连续服务，卫星南北方向覆盖区角度23deg，地面仰角要求大于40deg。根据极轨卫星天线增益方向图与低轨卫星通信载噪比要求，得到星上隔离角门限值为7deg。

按照下式对星上隔离角进行计算，星上隔离角的定义如下式所示。

式中，RE为地球半径，H_GEO为GEO轨道高度，H_L为低轨通信星座的轨道高度，lat为极轨卫星纬度幅角，θ为波束宽度。

计算极轨卫星的最小偏置角度，公式如下。

式中，P_min为卫星偏置角度下限，α₀为星上隔离角门限值。得到卫星最小偏置角度随纬度幅角变化如图6所示，

进一步考虑，地面站工作仰角要求为大于40deg，由下式可以计算得到卫星的最大偏置角度为21.2deg。

式中P_max为卫星偏置角度上限，

为南北方向覆盖区角度，EL_min为地面仰角最小值即地面仰角约束，RE代表地球半径，H_L代表极轨卫星轨道高度。从而得到极轨卫星在不同纬度幅角对应的卫星姿态偏置范围[P_min,P_max]。

极轨星座为了保证地面终端的正常切换与服务连续，星座同轨道前后两颗卫星之间的覆盖必须留有足够的余量，因此需要对极轨卫星的姿态偏置规律进行优化，求解得到在一个轨道周期内覆盖交叠区宽度最大的极轨卫星姿态偏置方案。根据相邻两极轨卫星之间的位置关系，计算相邻两卫星的覆盖交叠区宽度，计算方法如下：

式中，Cov为覆盖交叠区宽度，lat₁、lat₂分别为极轨卫星1、2的纬度幅角， P(lat₁)、P(lat₂)分别为极轨卫星1、2的姿态偏置角度，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度。

以一个轨道周期内，覆盖交叠区宽度的最小值为目标采用枚举法对极轨卫星姿态偏置规律进行优化，优化求解中，采用二次多项式拟合逼近极轨卫星姿态偏置曲线。极轨卫星姿态偏置规律需要满足以下三个约束。第一，隔离角约束，卫星姿态偏置过程中，卫星姿态偏置角度需要时刻大于等于前述的卫星偏置角度下限P_min确保星上隔离角满足要求，规避GEO干扰；第二，高度角约束，极轨卫星偏置过程中，卫星姿态偏置角度需要时刻小于等于前述的卫星偏置角度上限P_max，确保地面高度角满足使用要求；第三，连续性约束，卫星姿态偏置过程中，相邻两颗卫星覆盖交叠区宽度必须大于等于零。最终得到满足干扰规避隔离角约束、仰角约束与星座连续覆盖约束条件的极轨卫星优化姿态偏置规律。

按照原有极轨卫星姿态偏置设计方法，设计得到卫星姿态偏置规律如图7 中优化前姿态偏置规律所示，对应的覆盖交叠区宽度变化如图8中优化前覆盖交叠区宽度所示。采用本专利中的方法对该极轨星座偏置规律进行优化，得到优化后的卫星姿态偏置规律如图7中优化后姿态偏置规律所示，对应的覆盖交叠区宽度变化如图8中优化后覆盖交叠区宽度所示。

本发明未详细说明部分属本领域技术人员公知常识。

Claims (12)

1.一种基于极轨卫星姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于步骤如下：

(1)确定待与卫星通信的地面站位置，并根据该地面站位置选择通信链路最短的GEO卫星；

(2)于同地面站可见范围内进行通信的极轨卫星中，选取一颗极轨卫星，获取该极轨卫星的波束指向，同时计算星上隔离角β，其中，所述星上隔离角为极轨卫星覆盖区边缘和GEO卫星与地面站连线之间的夹角；

(3)预设星上隔离角门限值，判断步骤(2)所得星上隔离角是否满足门限值要求，若不小于门限值，卫星姿态不进行偏置，继续保持当前状态；若小于门限值，确定极轨卫星偏置方向，沿该方向使卫星姿态偏置，进入步骤(4)；

(4)对步骤(2)中所选极轨卫星偏置方向的相反方向第一颗相邻卫星的卫星姿态进行偏置，使偏置后第一颗相邻卫星的波束能够对原极轨卫星波束的偏置后缺失的波束覆盖范围进行补充覆盖；

(5)确定所选极轨卫星偏置方向的相反方向第二颗相邻卫星的波束覆盖范围，计算偏置后第一颗相邻卫星与第二颗相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度，若计算结果为正，则第二颗相邻卫星的波束可覆盖第一颗相邻卫星偏置后缺失的波束覆盖范围，第二颗卫星不需要偏置；若计算结果为负，则需对第二颗相邻卫星及沿卫星偏置方向的相反方向的其他卫星按顺序进行卫星姿态偏置，并于每颗卫星偏置后计算覆盖交叠区余量宽度，直至覆盖交叠区余量宽度为正，此时其余极轨卫星不再需要进行偏置；

(6)对步骤(5)所得所有极轨卫星及相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度利用枚举法进行优化计算，并获取该卫星姿态偏置方案中，每个极轨卫星于一个轨道周期内的最优偏置角度随卫星纬度幅角变化规律图，根据该变化规律图对一个轨道周期内的所有卫星的工作流程进行规划。

2.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：还包括步骤(7)，对最优偏置角度随卫星纬度幅角变化规律图记录，并作为一个轨道周期偏置方案，在之后的轨道周期内控制所有极轨卫星的卫星姿态偏置。

3.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：若所述极轨卫星纬度幅角位于赤道关机范围内，则关闭该极轨卫星通信用全部波束，直至该极轨卫星离开赤道关机范围。

4.根据权利要求3所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述赤道关机范围为：[-1/2γ,+1/2γ]或[180-1/2γ,180]或[-180,-180+1/2γ]，γ为相邻极轨卫星之间的纬度幅角差。

5.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述步骤(2)中，选取地面站可见范围内进行通信的目标极轨卫星的具体要求为：所选取的极轨卫星必须满足通信仰角最高。

6.根据权利要求5所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述步骤(2)中，星上隔离角的计算方法具体为：

式中，RE为地球半径，H_GEO为GEO轨道高度，H_L为低轨通信星座的轨道高度，lat为极轨卫星纬度幅角，θ为波束宽度。

7.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：预设星上隔离角门限值时，星上隔离角门限值的具体确定方法为：

根据低轨卫星天线增益方向图，增益为天线最高增益减去低轨卫星通信载噪比要求值后得到增益所对应的角度，计算方法具体为：

G(α₀)＝G_max-C/I

式中，G为天线增益，Gmax为天线最大增益，C/I为卫星通信载噪比要求值，G(α₀)为星上隔离角门限值对应的天线增益。

8.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述步骤(3)中，极轨卫星偏置方向具体为：使得极轨卫星波束靠近赤道方向，若极轨卫星位于北半球则向南偏置，若极轨卫星位于南半球则向北偏置。

9.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述补充覆盖具体为：任意极轨卫星的相邻极轨卫星偏置后，该极轨卫星与其相邻卫星的覆盖交叠区余量宽度均大于等于0。

10.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述极轨卫星及所有相邻卫星进行偏置时，所需偏置角度范围的计算方法具体为：

式中，P_min为卫星偏置角度下限，α₀为星上隔离角门限值，lat为卫星的纬度幅角，θ为波束宽度，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度，H_GEO为GEO卫星轨道高度，P_max为卫星偏置角度上限，EL_min为地面仰角最小值即地面仰角约束。

11.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述步骤(5)中，任意两颗相邻的极轨卫星的覆盖交叠区余量宽度的计算方法为：

Cov＝RE(L₂-L₁)

式中，Cov为覆盖交叠区宽度，lat₁、lat₂分别为极轨卫星1、2的纬度幅角，P(lat₁)、P(lat₂)分别为极轨卫星1、2的姿态偏置角度，

为卫星南北方向覆盖区角度，RE为地球半径，H_L为极轨卫星轨道高度。

12.根据权利要求1所述的一种基于极轨星座姿态偏置的极轨星座GEO干扰规避方法，其特征在于：所述步骤(6)中，每个极轨卫星于一个轨道周期内的最优偏置角度的确定方法为：

(1)对任意两颗相邻的极轨卫星的覆盖交叠区余量宽度优化目标量进行计算；

(2)于所得的所有覆盖交叠区余量宽度优化目标量中，选取最小值作为该卫星姿态偏置方案对应的最优覆盖交叠区余量宽度；

(3)重复步骤(1)、步骤(2)并获取所有记录的卫星姿态偏置方案对应的最优覆盖交叠区余量宽度，并选取最优覆盖交叠区余量宽度最大值对应的卫星姿态偏置方案作为最优姿态偏置方案。

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