CN111541477B - 低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置 - Google Patents

低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法，低轨星座系统包含运行在至少三个轨道面上的卫星，其中每个轨道面包含至少一颗卫星，包括：计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中第一卫星为至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中第二卫星为与第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc，根据计算得到的纬度幅角uc确定卫星波束关机范围。相比于现有技术，本发明提出的技术方案，在实现高纬度区域星座系统对地波束全覆盖的前提下，有效抑制低轨星座系统内部频率干扰。

Description

低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置
技术领域
本发明涉及低轨卫星通信领域，特别是涉及一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置。
背景技术
同步轨道通信卫星系统具备较强的技术积累，并已建立成熟的市场服务，理论上利用三颗GSO卫星就可以实现南北纬70°以内区域的信号覆盖。另一方面，同步轨道通信卫星系统也有明显缺点，包括通信距离远、通信延迟较大、高纬度地区的通信仰角低导致通信易被阻断、存在南(北)山效应、卫星发射入轨的成本高和风险大。
相对于同步轨道通信卫星系统，低轨通信星座系统的主要优势是能够实现包括南北极地区的全球覆盖、受地形影响小、信号时延小、传输损耗小、便于用户终端小型化以及卫星发射入轨成本低。目前，多个国家正在加速申报和研制低轨宽带通信卫星星座系统，低轨通信星座成为通信领域一个新的热点，其中低轨卫星的轨道高度为200～2000千米。
为了实现包括南北极地区的全球覆盖，低轨宽带通信星座系统通常选择轨道倾角接近90°的近极轨星座方案。对于近极轨星座，从地球站可视范围内观测到的卫星，随着地球站纬度增加而增加，即近极轨星座的地面覆盖重数随着纬度的增加而增加。此外，从地球站观测到的星座内相邻轨道面的卫星的夹角越来越小。因此，地球站在与某卫星通信的过程，其接收到星座系统内部其他相邻卫星的干扰之和越来越大，可能会影响地球站的通信质量。
鉴于此，本发明提出一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置，以缓解星座系统内部相邻卫星的频率干扰，改善系统的通信质量。
发明内容
为了缓解现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置。为了尽量降低地球站接收到的系统内部其它卫星的干扰信号，并仍能保证卫星星座系统在高纬度区域的全覆盖，在每隔一个轨道面，关闭一个轨道面内星下点纬度高于一定值的所有卫星的波束，并提出了波束关闭区域对应的纬度幅角范围确定方法。
第一方面，本发明提供了一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法，低轨星座系统包含运行在至少三个轨道面上的卫星，其中每个轨道面包含至少一颗卫星，包括：计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中第一卫星为至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中第二卫星为与第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc；将纬度幅角在[uc，180°-uc]范围内或在[180°+uc，360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭。
进一步地，算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经或第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经的步骤，包括：计算第一卫星或第二卫星从轨道坐标系转换到惯性坐标系的转换矩阵M，
Figure BDA0002478597470000021
其中Ω、i和u表示第一卫星或第二卫星的升交点赤经、轨道倾角和纬度幅角，其中
Figure BDA0002478597470000022
Figure BDA0002478597470000023
代表-i或
Figure BDA0002478597470000024
Figure BDA0002478597470000025
γ代表-Ω、-u或
Figure BDA0002478597470000026
计算第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系的单位矢量do，do＝[0 sin(β)cos(β)]，其中β为第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系+Y或-Y方向的张角；计算单位矢量do转换到惯性坐标系的单位矢量di，di＝Mdo；计算第一卫星或第二卫星波束边缘与地球表面的交点，ri＝r+kdi，其中r为第一卫星或第二卫星在惯性坐标系的位置矢量，
Figure BDA0002478597470000027
Re地球平均半径；计算第一赤经或第二赤经L，L＝atan(y，x)，其中x和y分别是坐标ri的第一个和第二个分量。
进一步地，计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc的步骤，包括：计算L1＝L2时的纬度幅角uc，其中L1为第一卫星波束边缘与地球表面交点的第一赤经，L2为第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经。
进一步地，将纬度幅角在[uc，180°-uc]范围内或在[180°+uc，360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭包括：设置轨道面的序号；将序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭；或将序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭。
第二方面，本发明提供了一种低轨星座系统内部频率干扰抑制装置，低轨星座系统包含运行在至少三个轨道面上的卫星，其中每个轨道面包含至少一颗卫星，包括：第一交点计算模块，用于计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中第一卫星为至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；第二交点计算模块，用于计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中第二卫星为与第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；幅角计算模块，用于计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc；波束关闭范围模块，用于将纬度幅角在[uc,180°-uc]范围内或在[180°+uc,360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭。
进一步地，第一交点计算模块或第二交点计算模块被进一步配置为：计算第一卫星或第二卫星从轨道坐标系转换到惯性坐标系的转换矩阵M，
Figure BDA0002478597470000031
其中Ω、i和u表示第一卫星或第二卫星的升交点赤经、轨道倾角和纬度幅角，其中
Figure BDA0002478597470000032
Figure BDA0002478597470000033
代表-i或
Figure BDA0002478597470000034
Figure BDA0002478597470000035
γ代表-Ω、-u或
Figure BDA0002478597470000036
计算第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系的单位矢量do，do＝[0 sin(β)cos(β)]，其中β为第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系+Y或-Y方向的张角；计算单位矢量do转换到惯性坐标系的单位矢量di，di＝Mdo；计算第一卫星或第二卫星波束边缘与地球表面的交点，ri＝r+kdi，其中r为第一卫星或第二卫星在惯性坐标系的位置矢量，
Figure BDA0002478597470000041
Re地球平均半径；计算第一赤经或第二赤经L，L＝atan(y,x)，其中x和y分别是坐标ri的第一个和第二个分量。
进一步地，幅角计算模块被进一步配置为：计算L1＝L2时的纬度幅角uc，其中L1为第一卫星波束边缘与地球表面交点的第一赤经，L2为第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经。
进一步地，波束关闭范围模块被进一步配置为：设置轨道面的序号；将序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭；或序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭。
第三方面，本发明提供了一种计算设备，包括：处理器，及存储有程序的存储器，处理器执行程序时，实现第一方面的方法。
第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，程序被执行时实现第一方面的方法。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的技术方案可以包括以下有益效果：提出了的一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置，根据卫星的几何位置，每隔一个轨道面，关闭一个轨道面内纬度幅角高于一定值的所有卫星的波束，抑制系统内部轨道面间频率干扰，并给出了波束关闭区域对应的纬度幅角范围确定方法。本发明的技术方案在实现高纬度区域星座系统对地波束全覆盖的前提下，有效抑制低轨星座系统内部频率干扰。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
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种实施方式，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为本发明第一实施例一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法流程
示意图；
图2为本发明第一实施例第一卫星波束右侧边缘与地球表面交点的第一
赤经随卫星纬度辐角的变化曲线示意图；
图3为本发明第一实施例第二卫星波束左侧边缘与地球表面交点的第二
赤经随卫星纬度辐角的变化曲线示意图；
图4为本发明第一实施例图2中的曲线与图3中的曲线绘制在一起的示意图；
图5为本发明第一实施例图2中的曲线与图3中的曲线相差后示意图；
图6是本发明第二实施例的一种低轨星座系统内部频率干扰抑制装置的结构示意图；
图7是本发明第三实施例的一种计算设备的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
实施例一：
图1是本发明第一实施例一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法流程示意图，如图1所示，该方法包括如下四个步骤。
步骤S101：计算第一卫星波束边缘与地球表面交点的第一赤经。
需要进行说明的是，本发明实施例适用于星座系统内包含至少三个轨道面的情况。选择至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星作为第一卫星，由于第一卫星可以为星座内的任何一颗卫星，因此在与其它卫星的计算波束交汇情况时，既可以从第一卫星波束左侧边缘计算，也可以从第一卫星波束右侧边缘计算。选择第一卫星波束左侧边缘计算，则计算第一卫星与左侧方向轨道面内的卫星波束干扰情况，反之则计算右侧方向轨道面内的卫星波束干扰情况。
在一个可选的实施例中，低轨星座系统的轨道面数量为16，每轨卫星数量为40，星座相位因子为8，不同轨道面间的升交点赤经偏差为ΔΩ＝11.56°；每颗卫星的轨道高度为1200km、轨道倾角为88°、轨道偏心率为0；卫星波束在轨道坐标系的Y轴方向的张角为±24°。
示例性地，选择第一卫星波束右侧边缘进行计算，计算第一卫星波束右侧边缘与地球表面交点的第一赤经，详细步骤如下。
a)计算第一卫星从轨道坐标系转换到惯性坐标系的转换矩阵M1。
Figure BDA0002478597470000061
第一卫星轨道根数的半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角以及纬度幅角分别记为a1、e1、i1、Ω1、ω1以及u1，其中
Figure BDA0002478597470000062
Figure BDA0002478597470000063
代表-i1或
Figure BDA0002478597470000064
Figure BDA0002478597470000065
γ代表-Ω1、-u1或
Figure BDA0002478597470000066
b)计算第一卫星波束边缘在轨道坐标系的单位矢量do 1；
第一卫星波束在右侧方向的边缘，即卫星在轨道坐标系+Y方向的波束边缘，β角为正值，卫星波束在右侧方向的边缘的单位矢量do 1为：
do 1＝[0 sin(β)cos(β)] (Ⅱ)
c)计算单位矢量do 1转换到惯性坐标系的单位矢量di 1；
卫星波束在右侧方向的边缘的单位矢量在惯性坐标系的计算式为：
di 1＝M1do 1 (III)
d)通过矢量合成，计算第一卫星波束在右侧边缘与地球表面的交点第一卫星在惯性坐标系的位置和速度，并分别记为r1和v1。卫星波束在右侧方向波束边缘与地球表面交点坐标的计算公式如下：
ri 1＝r1+kdi 1 (Ⅳ)
其中，
Figure BDA0002478597470000071
Re地球平均半径
根据交点坐标ri 1可以计算第一赤经如下：
L1＝atan(y1，x1) (Ⅴ)
其中，x1和y1分别是坐标ri 1的第一个和第二个分量。
e)在交点第一赤经L1的计算式中，除第一卫星的纬度幅角外，假设其它卫星轨道根数不随时间变化。需要进行说明的是，卫星轨道根数中纬度幅角u1为快变量，其他轨道根数均为不变量或慢变量，相对于纬度幅角u1变化较小，在短时间内，可以认为这些不变量或慢变量不随时间变化，仅纬度幅角u1随时间变化，所以通过方程式(Ⅰ)-(Ⅴ)建立起了第一赤经L1随纬度幅角u1变化的计算式。
在实施例的具体计算中，设置第一卫星的半长轴、偏心率、轨道倾角分别为a1＝7578.137km、e1＝0、i1＝88°。对于近圆轨道，近地点幅角对于卫星轨道位置的影响可以忽略不计，从而近地点幅角ω1可以取为0°，即ω1＝0°。升交点赤经对于卫星轨道面的绝对位置有位置，但是对于不同轨道面卫星的相对位置没有影响，不妨取为0°，即Ω1＝0°。
以上给出了除纬度幅角u1外，卫星A的其他轨道根数，将纬度幅角u1从30°逐渐增大到80°，并将半长轴a1、偏心率e1、轨道倾角i1、升交点赤经Ω1、近地点幅角ω1以及纬度幅角u1代入公式(Ⅰ)-(Ⅴ)，即可获得纬度幅角u1从30°逐渐增大到80°的过程中，第一卫星波束右侧边缘与地球表面交点的第一赤经L1。从而获得了如图2所示的第一卫星波束右侧边缘与地球表面交点的第一赤经随卫星纬度辐角的变化曲线示意图。
步骤S102：计算第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经，选择与第一卫星间隔两个轨道面距离的第二卫星，第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角，计算第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经。
需要进行说明的是，如果计算第一卫星波束左侧边缘与地球表面交点的第一赤经，选择左侧方向与第一卫星相隔两个轨道面距离的第二卫星，第一卫星与第二卫星具有相同纬度幅角，计算第二卫星波束右侧边缘与地球表面交点的第二赤经。
在步骤S101中，计算了第一卫星波束右侧边缘与地球表面交点的第一赤经，选择右侧方向与第一卫星相隔两个轨道面距离第二卫星，需要分析第一卫星波束右侧边缘与第二卫星波束左侧边缘的干扰情况，因此计算第二卫星波束左侧边缘与地球表面交点的第二赤经。需要进行说明的是，由于卫星波束覆盖具有对称性，选择波束右侧边缘还是左侧边缘进行分析，对分析结果没有影响。
示例性地，计算第二卫星波束左侧边缘与地球表面交点的第二赤经，详细步骤如下。
a)计算第二卫星从轨道坐标系转换到惯性坐标系的转换矩阵M2。
Figure BDA0002478597470000081
第二卫星轨道根数的半长轴、偏心率、轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角以及纬度幅角分别记为a2、e2、i2、Ω2、ω2以及u2，其中
Figure BDA0002478597470000091
Figure BDA0002478597470000092
代表-i2或
Figure BDA0002478597470000093
Figure BDA0002478597470000094
γ代表-Ω2、-u2或
Figure BDA0002478597470000095
b)计算第二卫星波束边缘在轨道坐标系的单位矢量do 2；
第二卫星波束在左侧方向的边缘，即卫星在轨道坐标系-Y方向的波束边缘，β角为负值。所以卫星波束在左侧方向的边缘的单位矢量在轨道坐标系的表达式为
do 2＝[0 sin(β)cos(β)] (Ⅶ)
c)计算单位矢量do 1转换到惯性坐标系的单位矢量di 2；
第二卫星波束在左侧方向的边缘的单位矢量在轨道坐标系的计算式为
di 2＝M2do 2 (Ⅷ)
d)通过矢量合成，计算第二卫星波束在左侧边缘与地球表面的交点；第二卫星在惯性坐标系的位置和速度，并分别记为r2和v2。第二卫星波束在左侧方向波束边缘与地球表面交点坐标的计算公式如下：
ri 2＝r2+kdi 2 (Ⅸ)
其中，
Figure BDA0002478597470000096
根据交点坐标ri 2可以计算第二赤经如下：
L2＝atan(y2，x2) (Ⅹ)
其中，x2和y2分别是坐标ri 2的第一个和第二个分量。
e)在交点第二赤经L2的计算式中，除第二卫星的纬度幅角u2外，假设其它卫星轨道根数不随时间变化。通过方程式(Ⅵ)-(Ⅹ)建立起了第二赤经L2随纬度幅角u2变化的计算式。
在实施例的具体计算中，第一卫星右侧方向相隔两个轨道面距离的第二卫星，第二卫星与第一卫星具有相同纬度幅角。第二卫星的半长轴、偏心率、轨道倾角分别为a2＝7578.137km、e2＝0、i2＝88°。与第一卫星类似，第二卫星的近地点幅角ω2也可以取为0°，即ω2＝0°。第一卫星与第二卫星相隔两个轨道面距离，且第二卫星在第一卫星的右侧，所以第二卫星的升交点赤经与第一卫星的升交点赤经的关系为Ω2＝Ω1+2ΔΩ＝23.12°。
以上给出了除纬度幅角u2外，第二卫星的其它轨道根数，将纬度幅角u2从30°逐渐增大到80°，并将半长轴a2、偏心率e2、轨道倾i2角、升交点赤经Ω2、近地点幅角ω2以及纬度幅角u2代入公式(Ⅵ)-(Ⅹ)，即可获得纬度幅角u2从30°逐渐增大到80°的过程中，卫星波束在左侧方向波束边缘与地球表面交点的第二赤经L2。从而获得了如图3所示的第二卫星波束左侧边缘与地球表面交点的第二赤经随卫星纬度辐角的变化曲线示意图。
步骤S103：计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角。具体地，计算L1＝L2时的纬度幅角uc，其中L1为第一卫星波束边缘与地球表面交点的第一赤经，L2为第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经。
从图4和图5可以看出在纬度幅角uc＝59.8°时，两条曲线的赤经相同，即第一卫星的波束右侧边缘与第二卫星的波束左侧边缘在东西方向上衔接。从而，第一卫星和第二卫星所在轨道面的中间轨道面、纬度幅角大于uc＝59.8°的卫星的所有波束全部关闭的情况下，相应区域的波束仍能实现对地全覆盖，从而确定了卫星波束关闭的纬度辐角临界值为uc＝59.8°。
步骤S104：关闭星座系统内干扰范围内的卫星波束。具体地，将纬度幅角在[uc，180°-uc]范围内或在[180°+uc，360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭。
在一个优选的实施例中，在星座系统中，设置轨道面的序号；将序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭；或将序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭。
在一个可选的实施例中，卫星波束的关闭通过卫星地面站发送遥控指令实现，卫星地面站根据卫星轨道的跟踪数据，在进入干扰范围时发送卫星波束关闭指令。在另一个可选的实施例中，卫星根据自身敏感器提供的导航数据，在进入干扰范围时关闭卫星波束。
实施例二：
本发明实施例提供了一种低轨星座系统内部频率干扰抑制装置，该装置主要用于执行本发明实施例上述内容所提供的低轨星座系统内部频率干扰抑制方法，以下对本发明实施例提供的低轨星座系统内部频率干扰抑制装置做具体介绍。
图6是本发明第二实施例的一种低轨星座系统内部频率干扰抑制装置的结构示意图。如图6所示，该低轨星座系统内部频率干扰抑制装置200包括以下模块。
第一交点计算模块201，用于计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中第一卫星为至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；
第二交点计算模块202，用于计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中第二卫星为与第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；
幅角计算模块203，用于计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc；
波束关闭范围模块204，用于将纬度幅角在[uc,180°-uc]范围内或在[180°+uc,360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭。
实施例三：
本发明实施例还提供了一种计算设备。如图7所示，该实施例的低轨星座系统内部频率干扰抑制计算设备300包括：处理器301、存储器302，以及存储在存储器302中并可在处理器301上运行的程序。处理器301执行程序时实现上述各个低轨星座系统内部频率干扰抑制方法实施例中的步骤，例如图1所示的步骤S101、S102、S103和S104。或者，处理器301执行程序时实现上述各装置实施例中各模块的功能，例如图6中的模块以实现低轨星座系统内部频率干扰抑制装置。
示例性的，所述程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器302中，并由所述处理301器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列程序指令段，该指令段用于描述所述程序在计算设备中的执行过程。例如，所述程序可以被分割成第一交点计算模块、第二交点计算模块、幅角计算模块和波束关闭模块。各模块具体功能如下：第一交点计算模块，用于计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中第一卫星为至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；第二交点计算模块，用于计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中第二卫星为与第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；幅角计算模块，用于计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc；波束关闭范围模块，用于将纬度幅角在[uc,180°-uc]范围内或在[180°+uc,360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭。
所述计算设备可以是单片机系统、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是示例，并不构成对计算设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述计算设备还可以包括输入输出设备等。
所称处理器可以是微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)，中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述计算设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算设备的各个部分。
所述存储器可用于存储所述程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述低轨星座系统内部频率干扰抑制方法及装置的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(SecureDigital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
实施例四：
低轨星座系统内部频率干扰抑制装置集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
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。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种低轨星座系统内部频率干扰抑制方法，所述低轨星座系统包含运行在至少三个轨道面上的卫星，其中每个所述轨道面包含至少一颗卫星，
其特征在于，包括：
计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中所述第一卫星为所述至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；
计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中所述第二卫星为与所述第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，所述第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；
计算所述第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc；
将纬度幅角在[uc,180°-uc]范围内或在[180°+uc,360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭；
所述计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经或第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经的步骤，包括：
计算所述第一卫星或第二卫星从轨道坐标系转换到惯性坐标系的转换矩阵M，
Figure FDA0003276246640000011
其中Ω、i和u表示第一卫星或第二卫星的升交点赤经、轨道倾角和纬度幅角，其中
Figure FDA0003276246640000012
Figure FDA0003276246640000013
代表-i或
Figure FDA0003276246640000014
Figure FDA0003276246640000015
γ代表-Ω、-u或
Figure FDA0003276246640000016
计算所述第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系的单位矢量do，do＝[0 sin(β)cos(β)]，其中β为所述第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系+Y或-Y方向的张角；
计算所述单位矢量do转换到惯性坐标系的单位矢量di，di＝Mdo；
计算所述第一卫星或第二卫星波束边缘与地球表面的交点，ri＝r+kdi，其中r为所述第一卫星或第二卫星在惯性坐标系的位置矢量，
Figure FDA0003276246640000017
Re地球平均半径；
计算所述第一赤经或第二赤经L，L＝atan(y,x)，其中x和y分别是坐标ri的第一个和第二个分量，a为卫星半长轴。
2.根据权利要求1所述的抑制方法，其特征在于，所述计算第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc的步骤，包括：计算L1＝L2时的纬度幅角uc，其中L1为所述第一卫星波束边缘与地球表面交点的第一赤经，L2为所述第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经。
3.根据权利要求1所述的抑制方法，其特征在于，所述将纬度幅角在[uc,180°-uc]范围内或在[180°+uc,360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭包括：
设置轨道面的序号；
将所述序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，所述序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭；或
将所述序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，所述序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭。
4.一种低轨星座系统内部频率干扰抑制装置，所述低轨星座系统包含运行在至少三个轨道面上的卫星，其中每个所述轨道面包含至少一颗卫星，其特征在于，包括：
第一交点计算模块，用于计算第一卫星的波束边缘与地球表面交点的第一赤经，其中所述第一卫星为所述至少三个轨道面中任意一个轨道面中的任意一颗卫星；
第二交点计算模块，用于计算第二卫星的波束边缘与地球表面交点的第二赤经，其中所述第二卫星为与所述第一卫星间隔两个轨道面距离的卫星，所述第二卫星与第一卫星具有相同的纬度幅角；
幅角计算模块，用于计算所述第一赤经与第二赤经相同的纬度幅角uc；
波束关闭范围模块，用于将纬度幅角在[uc,180°-uc]范围内或在[180°+uc,360°-uc]范围内的每隔一个轨道面的卫星的波束关闭；
所述第一交点计算模块或第二交点计算模块被进一步配置为：
计算所述第一卫星或第二卫星从轨道坐标系转换到惯性坐标系的转换矩阵M，
Figure FDA0003276246640000031
其中Ω、i和u表示第一卫星或第二卫星的升交点赤经、轨道倾角和纬度幅角，其中
Figure FDA0003276246640000032
Figure FDA0003276246640000033
代表-i或
Figure FDA0003276246640000034
Figure FDA0003276246640000035
γ代表-Ω、-u或
Figure FDA0003276246640000036
计算所述第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系的单位矢量do，do＝[0 sin(β)cos(β)]，其中β为所述第一卫星或第二卫星波束边缘在轨道坐标系+Y或-Y方向的张角；
计算所述单位矢量do转换到惯性坐标系的单位矢量di，di＝Mdo；
计算所述第一卫星或第二卫星波束边缘与地球表面的交点，ri＝r+kdi，其中r为所述第一卫星或第二卫星在惯性坐标系的位置矢量，
Figure FDA0003276246640000037
Re地球平均半径；
计算所述第一赤经或第二赤经L，L＝atan(y,x)，其中x和y分别是坐标ri的第一个和第二个分量，a为卫星半长轴。
5.根据权利要求4所述的抑制装置，其特征在于，所述幅角计算模块被进一步配置为：计算L1＝L2时的纬度幅角uc，其中L1为所述第一卫星波束边缘与地球表面交点的第一赤经，L2为所述第二卫星波束边缘与地球表面交点的第二赤经。
6.根据权利要求4所述的抑制装置，其特征在于，所述波束关闭范围模块被进一步配置为：设置轨道面的序号；将所述序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，所述序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc 360°-uc]范围内的卫星的波束关闭；或所述序号为偶数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[uc 180°-uc]范围内的卫星的波束关闭，所述序号为奇数的轨道面内的卫星，在纬度幅角[180°+uc360°-uc]范围内的卫星的波束关闭。
7.一种计算设备，包括：处理器，及存储有程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行所述程序时，实现权利要求1-3中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，所述程序被执行时实现权利要求1～3中任一项所述的方法。
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