CN111447034A - 减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，涉及移动通信中卫星通信系统的技术领域，包括：确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；根据静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，通过构造有效的空域隔离以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，实现同频共存，同时对卫星系统的整体覆盖性能影响较小。

Description

减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法

技术领域

本发明涉及移动通信中卫星通信系统的技术领域，尤其是涉及一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法。

背景技术

卫星通信系统按卫星轨道特性分类，可分为静止轨道卫星系统和非静止轨道卫星系统。静止轨道位于地球上空约三万六千公里的高度，卫星的运行方向、轨道周期与地球自转一致，与地球相对静止。静止轨道卫星通信具有链路稳定、覆盖范围广等特点，发展较为成熟。随着静止轨道的日益拥挤，非静止轨道卫星系统尤其是中低轨卫星系统，凭借其传输时延小、通信容量大、传输损耗小、系统可靠性高等优点，得到了快速地发展，数量也在不断增加。典型的中低轨卫星通信系统包括：铱星(Iridium)系统、O3b系统、OneWeb系统、StarLink系统等。

众所周知，频率资源是国际共享的有限资源且不可再生。针对当前通信卫星所用频率资源紧张的问题，一方面需要发展新的频率资源，另一方面，也需要提高现有频率资源的利用效率。当前主要采用频谱共享的方式实现对频率资源的高效利用，但与此同时也可能引发不同程度的系统间同频干扰问题。按照当前国际电信联盟的相关规则，在分配给卫星通信的全部频段内，在轨的静止轨道卫星系统地位均高于非静止轨道卫星系统，非静止轨道卫星系统不得对优先级别较高的静止轨道卫星系统产生有害干扰。在此背景下，卫星系统间的同频共存问题亟待解决。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，通过卫星姿态机动配合波束管理的方式，调节卫星的实际波束覆盖范围，在达到目标覆盖范围要求的基础上，通过构造有效的空域隔离以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，实现同频共存，同时对卫星系统的整体覆盖性能影响较小。

第一方面，实施例提供一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，包括：

确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；

根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；

根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，其中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合根据所述目标波束覆盖范围确定。

在可选的实施方式中，确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合的步骤，包括：

获取非静止轨道卫星的每个纬度位置；

确定当前纬度的所述非静止轨道卫星、地球站、静止轨道卫星构成的隔离角最小时对应的静止轨道卫星的位置,其中，所述非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合包括每个纬度位置对应的隔离角最小时的静止轨道卫星的位置。

在可选的实施方式中，根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围的步骤，包括：

根据所述静止轨道卫星位置的集合确定每个纬度位置干扰最严重的二维平面；

根据空域隔离的隔离角阈值和几何分析法在所述二维平面内确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围。

在可选的实施方式中，根据所述静止轨道卫星位置的集合确定每个纬度位置干扰最严重的二维平面的步骤，包括：

将每个待调整的非静止轨道卫星纬度位置、地心、所述每个待调整非静止轨道卫星纬度位置对应的干扰最严重的静止轨道卫星位置构成每个纬度位置干扰最严重的二维平面。

在可选的实施方式中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合包括每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的姿态机动参数和波束管理参数。

在可选的实施方式中，所述姿态机动参数包括俯仰角和偏航角，所述波束管理参数包括每个波束的关闭开启状态，根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数的步骤，包括：

根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，得到每个时刻所述非静止轨道卫星对应的纬度位置，以及每个所述纬度位置对应的俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态；

根据所述俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态调整每个时刻、每个纬度位置的所述非静止轨道卫星。

在可选的实施方式中，经过所述姿态机动参数和所述波束管理参数设置的实际波束覆盖范围包含在上述目标波束覆盖范围中。

在可选的实施方式中，所述目标波束覆盖范围包括波束在地面投影的上边缘对应的地心角与下边缘对应的地心角之间的波束覆盖范围。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

在对静止轨道卫星系统的预设干扰保护标准约束下，根据非静止轨道卫星系统参数以及典型静止轨道卫星系统参数的推算确定所述空域隔离的隔离角阈值；

或者，

根据自身系统需求个性化设置确定所述空域隔离的隔离角阈值。

第二方面，实施例提供一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰装置，包括：

预处理模块，用于确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；

干扰规避策略计算模块，用于根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；

干扰规避策略实施模块，用于根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，其中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合根据所述目标波束覆盖范围确定。

本发明实施例提供的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，通过确定各个纬度位置的非静止轨道卫星对静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置集合，以此静止轨道卫星位置集合确定各个纬度位置的非静止轨道卫星不会对静止轨道卫星产生干扰的目标波束覆盖范围下的姿态机动参数和波束管理参数，并调整各个纬度位置的非静止轨道卫星，非静止轨道卫星系统利用姿态机动参数结合波束管理的方法构造空域隔离，以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，从而实现两种系统间的有效同频共存。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例提供的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法流程图；

图2为本发明实施例提供的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法的场景应用示意图；

图3为本发明实施例提供的一种几何分析方法示意图；

图4为本发明实施例提供的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰装置示意图；

图5为本发明实施例提供的一种非静止轨道星座构型图；

图6a为本发明实施例提供的一种姿态机动参数仿真图；

图6b为本发明实施例提供的一种波束管理参数仿真图；

图7a为本发明实施例提供的一种干扰噪声比仿真比对图；

图7b为本发明实施例提供的一种干扰噪声比仿真比对图；

图7c为本发明实施例提供的一种干扰噪声比仿真比对图；

图7d为本发明实施例提供的一种干扰噪声比仿真比对图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例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。

当前，为了减缓非静止轨道卫星系统与静止轨道卫星系统在频率共享情况下的干扰问题，国际电联在其建议书中提供了一系列参考方法，包括空域隔离、卫星切换、波束关闭、功率调节等。当前发展的非静止轨道卫星系统大多数采用构造空域隔离的方式来规避对静止轨道卫星系统的有害干扰：当非静止轨道卫星行进至中低纬地区上空时，关闭部分甚至全部波束以缩减单颗卫星的覆盖区域，增大与静止轨道卫星系统的隔离角，形成空域隔离来缓解干扰；为了保证非静止轨道卫星系统整体覆盖性能，通常通过加星以保证覆盖重数，极大增加了星座建设成本。

基于此，本发明实施例提供的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，通过卫星姿态机动参数配合波束管理的方式，调节卫星的实际波束覆盖范围，在达到目标覆盖范围要求的基础上，通过构造有效的空域隔离以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，实现同频共存，同时对卫星系统的整体覆盖性能影响较小。

为便于理解本实施例，首先详细介绍本发明实施例所公开的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法。

图1为本发明实施例提供的一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法流程图。

参照图1，实施例提供一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，包括以下步骤：

步骤S102，确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；

步骤S104，根据静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；

步骤S106，根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，其中，姿态机动参数和波束管理参数的集合根据目标波束覆盖范围确定。

在实际应用的优选实施例中，通过确定各个纬度位置的非静止轨道卫星对静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置集合，以此静止轨道卫星位置集合确定各个纬度位置的非静止轨道卫星不会对静止轨道卫星产生干扰的目标波束覆盖范围下的姿态机动参数和波束管理参数，并调整各个纬度位置的非静止轨道卫星，非静止轨道卫星系统利用姿态机动参数结合波束管理的方法构造空域隔离，以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，从而实现两种系统间的有效同频共存。

在可选的实施方式中，步骤S102，包括以下步骤：

步骤1.1)，获取非静止轨道卫星的每个纬度位置；

步骤1.2)，确定当前纬度的所述非静止轨道卫星、地球站、静止轨道卫星构成的隔离角最小时对应的静止轨道卫星的位置，其中，所述非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合包括每个纬度位置对应的隔离角最小时的静止轨道卫星的位置。

这里，如图2所示，根据非静止轨道卫星系统的轨道构型，确定非静止轨道卫星可能出现的纬度范围内。在此范围内，对于每一个非静止轨道卫星可能出现的纬度位置，假设其地球站位于其星下点位置，通过仿真/遍历等方法，找到“非静止轨道卫星-地球站-静止轨道卫星”所构成的隔离角最小时对应的静止轨道卫星的位置，记为受到此纬度上空的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星。最终得到一个干扰最严重的静止轨道卫星集合。

其中，可通过预先建立仿真模型，输入地球站、非静止轨道卫星纬度位置，计算出隔离角最小的静止轨道卫星的位置，或者，计算静止轨道上各个卫星与地球站、已知非静止轨道卫星纬度位置的隔离角大小，来选出隔离角最小的静止轨道卫星位置。

在可选的实施方式中，该方法还包括：

步骤2.1)，在对静止轨道卫星的预设干扰保护标准约束下，根据非静止轨道卫星系统参数以及典型静止轨道卫星系统参数的推算确定所述空域隔离的隔离角阈值；

或者，

步骤2.2)，根据自身系统需求个性化设置确定所述空域隔离的隔离角阈值。

这里，空域隔离的隔离角阈值α_th，可以在国际电联公布的干扰保护标准的约束下，结合非静止轨道卫星系统参数以及典型静止轨道卫星系统参数推算得到，也可以是非静止轨道卫星系统操作者根据自身系统需求预设的。此方面为本领域技术人员普遍掌握的基本技术，本文不再展开。

在可选的实施方式中，步骤S104还可用以下步骤实现，包括：

步骤3.1)，根据所述静止轨道卫星位置的集合确定每个纬度位置干扰最严重的二维平面；

步骤3.2)，根据空域隔离的隔离角阈值和几何分析法在所述二维平面内确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围。

在可选的实施方式中，步骤3.1)还包括：

步骤3.1.1)，将每个纬度位置的待调整静止轨道卫星位置、地心、所述每个待调整非静止轨道卫星位置对应的干扰最严重的静止轨道卫星位置构成每个纬度位置干扰最严重的二维平面。

这里，如图3所示，针对每一个非静止轨道卫星可能出现的纬度位置，利用步骤S102所得静止轨道卫星集合，找到当前位置非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星，从而确定干扰最严重的二维平面。所述干扰最严重的二维平面的确定方法为：已知非静止轨道卫星的位置以及对应最严重的静止轨道卫星的位置，分别记为A和B；将地心记为点O；根据A、B、O三点即可确定一个平面，该平面与地球相交于与圆O。

其中，几何分析法包括但不限于等圆弧分析法。

这里，所述等圆弧分析法为：可根据非静止轨道卫星的位置和该非静止轨道卫星对应静止轨道卫星的位置确定一个圆周角为隔离角阈值的等隔离角圆，其中，该等隔离角圆与地球相交于两点，即为非静止轨道卫星的目标波束覆盖范围的在地面投影的上边缘点和下边缘点，进而确定目标波束覆盖范围。

具体地，在确定的干扰最严重的二维平面中，如图3所示，通过等圆弧分析法，确定满足所述隔离角阈值α_th要求的非静止轨道卫星目标波束覆盖范围：非静止轨道卫星和静止轨道卫星组成的线段AB为弦，以2α_th为圆心角，

为半径确定一个等隔离角圆，该圆圆心记为O’，与地球所在的圆O相交于D、E两点，D、E两点对应的地心角分别为

和

确定了D、E两点，非静止轨道卫星的目标波束覆盖范围也随之确定，即波束在地面投影的上边缘对应的地心角为

下边缘对应的地心角为

在可选的实施方式中，经过姿态机动参数和波束管理参数设置的实际波束覆盖范围包含在上述目标波束覆盖范围中。

在可选的实施方式中，所述目标波束覆盖范围包括波束在地面投影的上边缘对应的地心角与下边缘对应的地心角之间的波束覆盖范围。

这里，即实际波束覆盖范围的波束包含在地面投影的上边缘对应的地心角

与下边缘对应的地心角

之内。

在可选的实施方式中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合包括每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的姿态机动参数和波束管理参数。

这里，根据前述实施例，将非静止轨道卫星可能出现的纬度范围内的每一个纬度位置，对应得到的各纬度上空非静止轨道卫星对应姿态机动参数和波束管理参数组成集合。

在可选的实施方式中，所述姿态机动参数包括俯仰角和偏航角，所述波束管理参数包括每个波束的关闭开启状态，步骤S106，还包括以下步骤：

步骤4.1)，根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，得到每个时刻所述非静止轨道卫星对应的纬度位置，以及每个所述纬度位置对应的俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态；

步骤4.2)，根据所述俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态调整每个时刻、每个纬度位置的所述非静止轨道卫星，以保证非静止轨道卫星的实际波束覆盖范围在目标波束覆盖范围内，进而此时非静止轨道卫星在任意纬度位置都不会对静止轨道卫星造成干扰。

本发明实施例提出的非静止轨道卫星与静止轨道卫星系统同频共存的方法，通过确定非静止轨道卫星在各个纬度位置干扰最严重的静止轨道卫星，将复杂的三维干扰分析降维，再在二维平面里利用等圆弧分析法构造等隔离角圆，从而确定非静止轨道卫星的目标波束覆盖范围，最后根据目标波束覆盖范围设置系统自身的姿态机动参数和波束管理参数。

在一些可能的实施例中，还提供一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰装置，包括：

预处理模块，用于确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；

干扰规避策略计算模块，用于根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；

干扰规避策略实施模块，用于根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，其中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合根据所述目标波束覆盖范围确定。

具体地，如图4所示，所述预处理模块，用于确定后置的干扰规避策略计算模块所需输入，包括各纬度上空非静止轨道卫星对应干扰最严重的静止轨道卫星集合，以及空域隔离的隔离角阈值，为后续的干扰规避策略计算做准备。

所述干扰规避策略计算模块，用于根据干扰最严重的静止轨道卫星集合，确定各纬度非静止轨道卫星的干扰最严重的二维平面，并在此平面上利用几何分析法确定非静止轨道卫星目标波束覆盖范围，最后根据目标覆盖范围合理设计姿态机动参数和波束管理参数。

所述干扰规避策略实施模块，用于利用所述姿态机动参数和波束管理参数集合，根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果，完成各个时刻非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理设置。

在可选的实施方式中，所述预处理模块，还用于获取非静止轨道卫星的每个纬度位置；确定当前纬度的所述非静止轨道卫星、地球站、静止轨道卫星构成的隔离角最小时对应的静止轨道卫星的位置,其中，所述非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合包括每个纬度位置对应的隔离角最小时的静止轨道卫星的位置。

在可选的实施方式中，所述干扰规避策略计算模块，还用于根据所述静止轨道卫星位置的集合确定每个纬度位置干扰最严重的二维平面；根据空域隔离的隔离角阈值和等圆弧分析法在二维平面内确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围。

在可选的实施方式中，所述干扰规避策略计算模块，还用于将每个待调整非静止轨道卫星纬度位置、地心、所述每个待调整非静止轨道卫星位置对应的干扰最严重的静止轨道卫星位置构成每个纬度位置干扰最严重的二维平面。

在可选的实施方式中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合包括每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的姿态机动参数和波束管理参数。

在可选的实施方式中，所述姿态机动参数包括俯仰角和偏航角，所述波束管理参数包括每个波束的关闭开启状态，干扰规避策略实施模块，还用于根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，得到每个时刻所述非静止轨道卫星对应的纬度位置，以及每个所述纬度位置对应的俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态；根据所述俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态调整每个时刻、每个纬度位置的所述非静止轨道卫星。

在可选的实施方式中，经过所述姿态机动参数和波束管理设置的实际波束覆盖范围包含在上述目标波束覆盖范围中。

在可选的实施方式中，所述目标波束覆盖范围包括波束在地面投影的上边缘对应的地心角与下边缘对应的地心角之间的波束覆盖范围。

在可选的实施方式中，所述预处理模块，还用于在对静止轨道卫星的预设干扰保护标准约束下，根据非静止轨道卫星系统参数以及典型静止轨道卫星系统参数的推算确定所述空域隔离的隔离角阈值；或者，根据自身系统需求个性化设置确定所述空域隔离的隔离角阈值。

本发明实施例较已有的与静止轨道卫星系统同频共存的方案相比，适用于各种轨道构型的非静止轨道卫星系统，能够快速地制定具体的姿态机动参数加波束管理的干扰规避策略，构造有效的空域隔离，在尽可能少地牺牲自身系统覆盖性能的前提下实现与静止轨道卫星系统的同频共存。

如图5所示，本发明还提供一项实施实例如下：

针对一个单轨道面的非静止轨道卫星系统，基本参数为：轨道高度1200km，轨道倾角90度，偏心率为0，轨道面上共有40颗卫星，相邻卫星间相位差为9度。非静止轨道系统中的每颗卫星星上均装载有16个矩形波束，波束的长轴垂直于卫星的行进方向，张角为24.5度；波束的短轴沿卫星的行进方向，张角为1.5625度。

由于该非静止轨道卫星系统的轨道面倾角为90度，即为极轨，因此，根据前述实施例步骤，非静止轨道卫星可能出现的纬度范围为-90～90度(南北纬对称)，且很容易确定，在此范围内，每一个可能出现非静止轨道卫星的纬度位置对应的干扰最严重的静止轨道卫星均为同一颗，即位于非静止轨道卫星升交点上空的静止轨道卫星。

根据前述实施例步骤，可以在国际电联公布的干扰保护标准的约束下(静止轨道卫星系统接收端的干扰噪声比不超过-12.2dB)，结合非静止轨道卫星系统参数以及典型静止轨道卫星系统参数(见表1、表2)，并利用下式推算得到空域隔离的隔离角阈值α_th，为11度。

上式中，P_T′·G_TN为非静止轨道卫星发射机在静止轨道卫星系统通信频带内的等效EIRP，G_RG(α)为静止轨道卫星系统接收天线在对应隔离角α方向上的接收增益函数，

则为G_RG(α)对应的反函数，I_th为-12.2dB的干扰门限值，λ表示通信载波波长，d_min为干扰信号的最短传输距离，α_margin为隔离角阈值设计的余量。

由于每一个非静止轨道卫星可能出现的纬度位置，与前述实施例步骤的计算过程是一致的，接下来，仅以非静止轨道卫星位于北纬15度上空为例。

根据前述实施例步骤确定的干扰最严重的静止轨道卫星均位于非静止轨道卫星的升交点上空，因此，非静止轨道卫星和受扰的静止轨道卫星经度相同，根据前述实施例步骤可以确定，干扰最严重的二维平面即为非静止轨道卫星所在的等经度平面，与赤道面垂直。确定了干扰最严重的二维平面后，根据前述实施例步骤，通过等圆弧分析法，以非静止轨道卫星和静止轨道卫星组成的线段AB为弦，以2α_th＝22度为圆心角，

为半径确定一个等隔离角圆，该圆圆心记为O’，与地球所在的圆O相交于D、E两点，计算得到D、E两点对应的地心角分别为

度、

度，从而确定了目标波束覆盖范围。当不采取姿态机动和波束管理措施时，实际波束覆盖范围满足

的最小地心角要求，但不满足

的最大地心角要求，因此需要根据前述实施例和非静止轨道卫星系统特性和性能要求，设计当前位置非静止轨道卫星的姿态以及合理关闭部分波束，使得实际波束在地面投影的上边缘对应的地心角小于等于

度。由于该非静止轨道卫星系统为极轨，轨道平面与干扰最严重的二维平面重合，因此无需调整卫星姿态偏航角，仅需调整俯仰角。根据几何关系，很容易计算得到要满足覆盖上边缘

度的要求，卫星姿态俯仰角至少为18.1604度。考虑到工程实现，卫星姿态俯仰角通常不超过10度，因此，需要关闭部分波束。同样的，根据几何关系，计算得到需要关闭远离赤道的3个星上矩形波束，才能满足实际波束在地面投影的上边缘对应的地心角小于等于

度。

接着，根据前述实施例步骤，得到各纬度上空非静止轨道卫星对应姿态机动和波束管理参数集合，如图6a、图6b所示。

最后以下行链路为例仿真验证本方案的有效性，仿真使用的通信参数如表1、表2所示。受扰静止轨道卫星系统的设置为：静止轨道卫星位于非静止轨道卫初始星升交点上空，共设置4个地球站，纬度分别为北纬5度、20度、40度、60度。仿真时长为非静止轨道卫星系统的一个轨道周期。仿真过程中，按照前述实施例方案，根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果，设置好各个时刻非静止轨道卫星位置对应的卫星姿态俯仰角，同时关闭相应的波束。

表1非静止轨道卫星系统下行链路参数

参数	取值
		下行通信频点	12.575GHz
下行通信带宽	250MHz
		卫星发端EIRP	34.6dBW
卫星发端PSD	-13.4dBW/4KHz

表2静止轨道卫星系统下行链路参数

参数	取值
		下行通信频点	12.7GHz
地球站接收天线口径	0.6m
		地球站接收天线峰值增益	35.7dBi
地球站接收天线波束宽度	2.8°
		地球站天线方向图	REC-465-5
下行通信带宽	1.28MHz
		地球站接收端等效噪声温度	150K

由图7a、图7b、图7c、图7d所示仿真结果可知，实施本方案后，非静止轨道卫星系统对静止轨道卫星系统的干扰均降到了国际电联要求干扰噪声比门限-12.2dB以下。可见，按照本方案所述上述流程，非静止轨道卫星系统能够通过姿态机动和波束管理的方式形成有效的空域隔离，以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，从而实现与静止轨道卫星系统的同频共存。

本发明实施例对于星座构型等无特殊要求，通过卫星姿态机动配合波束管理的方式，调节卫星的实际波束覆盖范围，以达到目标覆盖范围要求，从而构造有效的空域隔离以规避对静止轨道卫星系统的有害干扰，实现同频共存，同时对卫星系统的整体覆盖性能影响较小。

本文中提到的机器可读存储介质可以是任何电子、磁性、光学或其它物理存储装置，可以包含或存储信息，如可执行指令、数据，等等。例如，机器可读存储介质可以是：RAM(Radom Access Memory，随机存取存储器)、易失存储器、非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的存储介质，或者它们的组合。

非易失性介质可以是非易失性存储器、闪存、存储驱动器(如硬盘驱动器)、任何类型的存储盘(如光盘、dvd等)，或者类似的非易失性存储介质，或者它们的组合。

可以理解的是，本实施例中的各功能模块的具体操作方法可参照上述方法实施例中相应步骤的详细描述，在此不再重复赘述。

本发明实施例所提供计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序代码被执行时可实现上述任一实施例所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，包括：

确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；

根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；

根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，其中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合根据所述目标波束覆盖范围确定。

2.根据权利要求1所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合的步骤，包括：

获取非静止轨道卫星的每个纬度位置；

确定当前纬度的所述非静止轨道卫星、地球站、静止轨道卫星构成的隔离角最小时对应的静止轨道卫星的位置，其中，所述非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合包括每个纬度位置对应的隔离角最小时的静止轨道卫星的位置。

3.根据权利要求2所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围的步骤，包括：

根据所述静止轨道卫星位置的集合确定每个纬度位置干扰最严重的二维平面；

根据空域隔离的隔离角阈值和几何分析法在所述二维平面内确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围。

4.根据权利要求3所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，根据所述静止轨道卫星位置的集合确定每个纬度位置干扰最严重的二维平面的步骤，包括：

将每个待调整非静止轨道卫星纬度位置、地心、所述每个待调整非静止轨道卫星纬度位置对应的干扰最严重的静止轨道卫星位置构成每个纬度位置干扰最严重的二维平面。

5.根据权利要求1所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合包括每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的姿态机动参数和波束管理参数。

6.根据权利要求5所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，所述姿态机动参数包括俯仰角和偏航角，所述波束管理参数包括每个波束的关闭开启状态，根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数的步骤，包括：

根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，得到每个时刻所述非静止轨道卫星对应的纬度位置，以及每个所述纬度位置对应的俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态；

根据所述俯仰角、偏航角以及每个波束的关闭开启状态调整每个时刻、每个纬度位置的所述非静止轨道卫星。

7.根据权利要求1或6所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，经过所述姿态机动参数和所述波束管理参数设置的实际波束覆盖范围包含在上述目标波束覆盖范围中。

8.根据权利要求7所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，所述目标波束覆盖范围包括波束在地面投影的上边缘对应的地心角与下边缘对应的地心角之间的波束覆盖范围。

9.根据权利要求1所述的减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在对静止轨道卫星系统的预设干扰保护标准约束下，根据非静止轨道卫星系统参数以及典型静止轨道卫星系统参数的推算确定所述空域隔离的隔离角阈值；

或者，

根据自身系统需求个性化设置确定所述空域隔离的隔离角阈值。

10.一种减缓非静止轨道卫星对静止轨道卫星同频干扰装置，其特征在于，包括：

预处理模块，用于确定受到每个纬度位置的非静止轨道卫星干扰最严重的静止轨道卫星位置的集合；

干扰规避策略计算模块，用于根据所述静止轨道卫星位置的集合、空域隔离的隔离角阈值以及几何分析法确定所述每个纬度位置的非静止轨道卫星对应的目标波束覆盖范围；

干扰规避策略实施模块，用于根据非静止轨道卫星系统的轨道外推结果和姿态机动参数、波束管理参数的集合，设置每个时刻所述非静止轨道卫星的姿态机动参数和波束管理参数，其中，所述姿态机动参数和波束管理参数的集合根据所述目标波束覆盖范围确定。

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