CN113300757A - 低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，包括依次连接的通信天线单元、调制解调器、通信处理单元和用户通信设备，所述通信天线单元包括相控阵接收天线阵列、相控阵发射天线阵列、全景摄像头、测向GNSS天线和姿态测量单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列通过波束控制器连接到通信处理单元；所述全景摄像头和姿态测量单元均连接到通信处理单元；所述测向GNSS天线通过测向GNSS天线接收机连接到通信处理单元；所述用户通信设备进行用户数据的传输。本发明通过全景摄像头获取实际外部干扰物对的天线遮挡情况，结合卫星的位置和本车位置、方位和姿态，计算出可见卫星；优选卫星进行通信，提高通信可靠性。

Description

低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种车载卫星通信终端，尤其涉及一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法。
背景技术
车载卫星通信终端是针对车辆研制的卫星通信设备，一般主要包括天线单元、变频器、天线控制器、调制解调器等组成部分，可以在车辆行驶过程中，提供连续可靠的卫星通信。
现有的车载卫星通信技术一般是针对地球静止轨道(Geostationary Orbit，GEO)的通信卫星，GEO卫星与地球的自转相匹配，且GEO卫星仅绕地球赤道旋转，因此从地面角度看，它们出现在天空中的固定位置。GEO卫星距地面高度为35786千米，一颗卫星可覆盖约40％的地球面积。所以目前针对GEO的车载卫星通信技术一般面向快速捕获和连续跟踪一颗GEO通信卫星。
CN200610085499.6车载卫星通信天线自动寻星装置和CN200610085501.X车载卫星通信自动寻星方法，公开了一种车载卫星通信天线自动寻星装置和方法，提供一种利用信道信号进行自动寻星的车载卫星通信天线自动寻星装置和方法。
CN202011371459.4一种车载卫星地面站中基于伺服控制的天馈系统，提供一种车载卫星地面站中基于伺服控制的天馈系统，能够有效保证卫星地面站与目标卫星的对齐，并具有较高的对齐精度。
CN202011307904.0一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件，提出了一种车载动中通卫星通信天馈系统及天线套件，将电调极化技术应用到车载动中通卫星通信设备中，提高了极化调整的可靠性和实效性。
CN202110174176.9相控阵天线、通信装置及动中通设备，通过调整多个波束的指向方向和极化方式，从而使得相控阵天线用于通信时，可以实现连续通信。
上述技术主要针对GEO通信卫星，对于低轨宽带通信卫星的车载终端，有以下几方面的问题需要解决：
首先，低轨宽带通信卫星位于低轨道(Low-Earth Orbit，LEO)，距地面高度为几百千米至2000千米，所以需要数百颗以上的卫星组成星座才能实现连续的全球通信覆盖，终端选星和寻星的策略比较复杂。
其次，与GEO卫星不同，LEO卫星由于靠近地球而以更快的速度飞行，所以LEO车载卫星通信终端需要不断的进行卫星的寻星和跟踪。
最后，宽带通信卫星一般采用Ku波段以上的通信频段，由于采用了频率较高的通信频段，对于行驶中的车辆，还需要考虑遮挡，如建筑物、桥梁和树木等对通信的影响。
因此，有必要提供一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法来满足使用需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，通过全景摄像头主动观测车辆上方遮挡的情况，确保有效地选择进行通信的低轨道通信卫星，在确实无法进行有效选星时，对上行通信数据进行缓存和压缩，提高通信的可靠性。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，包括依次连接的通信天线单元、调制解调器、通信处理单元和用户通信设备，所述通信天线单元包括相控阵接收天线阵列、相控阵发射天线阵列、全景摄像头、测向GNSS天线和姿态测量单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列通过波束控制器连接到通信处理单元；所述全景摄像头和姿态测量单元均连接到通信处理单元；所述测向GNSS天线通过测向GNSS天线接收机连接到通信处理单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列连接有变频器，所述变频器通过调制解调器连接到通信处理单元，所述用户通信设备通过通信处理单元和调制解调器进行用户数据的传输。
进一步地，所述调制解调器通过两路射频电缆与通信天线单元的变频器连接，两路所述射频电缆分别传输上行射频信号和下行射频信号；所述调制解调器将上行射频信号发送到变频器，所述变频器将上行射频信号传送至相控阵发射天线阵列；所述相控阵接收天线阵列将下行射频信号传送至变频器，所述变频器将下行射频信号传送至调制解调器；所述调制解调器通过两个以太网接口与通信处理单元连接，其中一个以太网接口传输用户数据，另一个以太网接口传输调制解调器的控制和/或状态数据；所述通信处理单元通过一个以太网接口与用户通信设备连接进行用户数据的传输。
进一步地，所述通信处理单元与通信天线单元传输的信号包括1路视频信号，4路控制和/或状态信号：所述通信处理单元通过1路视频信号与全景摄像头连接，传输全景摄像头获取的环境观测视频流；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与波束控制器连接，向波束控制器发送相控阵天线的方位角和俯仰角的控制指令，并接收波束控制器的状态；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与测向GNSS接收机连接，接收位置、授时和方位数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与姿态测量单元连接，接收姿态数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与变频器连接，向变频器发送配置指令，并接收变频器的状态。
进一步地，所述全景摄像头、测向GNSS天线、相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列设置于通信天线单元的顶部；所述全景镜头设置于相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列之间，所述全景摄像头包括可见光传感器和红外传感器；所述测向GNSS天线数目为两个，两个所述测向GNSS天线安装于通信天线单元顶部的两端或两侧，所述测向GNSS天线测量通信天线单元的位置、授时和方位；所述的姿态测量单元测量通信天线单元的横滚角和俯仰角。
进一步地，所述全景摄像头安装在相控阵天线的扫描盲区；所述测向GNSS天线安装在相控阵天线的扫描盲区；所述全景摄像头安装后面向天空，所述相控阵天线与测向GNSS天线安装在全景摄像头视野范围之外，所述全景摄像头视角大于等于140°。
进一步地，所述通信处理单元连接有驾驶员显示设备，所述通信处理单元通过一个以太网接口与驾驶员显示设备连接并进行数据传输。
本发明为解决上述技术问题而采用的另一技术方案是提供一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备的控制方法，包括如下步骤：S1：通信处理单元接收全景摄像头视频流，并进行视频处理，得到可见天空掩膜；S2：通信处理单元接收测向GNSS接收机和姿态测量单元数据，获取实时位置、授时、方位和姿态信息；S3：通信处理单元根据卫星两行根数数据，并根据实时位置、时间、方位和姿态信息，计算实时可用卫星相对于相控阵天线的方位角和俯仰角，得到可用卫星的方位角和俯仰角列表；S4：通信处理单元将可用卫星方位角和俯仰角列表与可见天空掩膜进行融合处理，输出可见卫星列表，并向驾驶员显示设备输出可见卫星星空图；S5：通信处理单元根据可见卫星列表实时跟踪卫星，并与调制解调器以及用户通信设备连接，实现用户数据的传输或缓存。
进一步地，所述步骤S1中进行视频处理包括：S11：通信处理单元进行视频图像抽取，在每秒的视频帧中抽取一幅图像；S12：对步骤S11中抽取的图像进行变形处理，消除全景镜头的几何失真变形；S13：对步骤S12中变形处理后的图像进行遮挡物图像识别，区别天空和遮挡物；S14：去除图像中的遮挡区域得到可见天空区域图，即为可见天空掩膜；S15：重复步骤S11-S14，进行下一秒的图像处理，实现可见天空掩膜的实时更新。
进一步地，所述步骤S4包括：检查可用卫星方位角和俯仰角列表中的每一个卫星的方位角和俯仰角，确认该卫星是否位于可见天空掩膜的遮挡区域，如位于遮挡区域，则删除该卫星；直到将所有位于遮挡区域的卫星全部删除，得到可见卫星列表；将可见卫星列表中的卫星在驾驶员显示设备的卫星星空图中进行显示。
进一步地，所述步骤S5中，若可见卫星列表中低轨道通信卫星数量不为0，则包括如下步骤：S51：所述通信处理单元比较可见卫星列表中卫星的俯仰角，选择俯仰角最高的一颗卫星，实时将其方位角和俯仰角发送给波束控制器；S52：所述波束控制器控制相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列的方位，使其迅速对准卫星；S53：重复步骤S51-S52，使得通信天线单元连续跟踪卫星；当可见卫星数量大于0时，通信处理单元通知调制解调器数据上行恢复，并优先发送缓存压缩的上行数据。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，采用相控阵天线，增加全景摄像头，能够根据车辆行驶过程中的实际外部干扰物对天线遮挡情况，结合卫星的位置和本车位置、方位和姿态，计算出可见卫星；根据可见卫星的俯仰角优选卫星进行通信，避免了因为遮挡而反复进行通信连接尝试而造成的时间浪费和通信中断；当无可见卫星时，主动进行上行数据的缓存和压缩，避免了数据的丢失；向驾驶员显示设备提供可见卫星星空图等信息，以便驾驶员对行驶线路进行必要的调整。
附图说明
图1为本发明实施例中低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备架构图；
图2为本发明实施例中通信天线单元内部组成及与通信处理单元连接示意图；
图3为本发明实施例中通信天线单元顶部示意图；
图4为本发明实施例中低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端控制方法流程图。
图中：
201、相控阵接收天线阵列；202、相控阵发射天线阵列；203、全景摄像头；204、测向GNSS天线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明实施例中低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备架构图；图2为本发明实施例中通信天线单元内部组成及与通信处理单元连接示意图。
请参见图1和图2，本发明实施例的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，包括依次连接的通信天线单元、调制解调器、通信处理单元和用户通信设备，通信天线单元包括相控阵接收天线阵列201、相控阵发射天线阵列202、全景摄像头203、测向GNSS天线204和姿态测量单元；相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202通过波束控制器连接到通信处理单元；全景摄像头203和姿态测量单元均连接到通信处理单元；测向GNSS天线204通过测向GNSS天线接收机连接到通信处理单元；相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202连接有变频器，变频器通过调制解调器连接到通信处理单元，所述用户通信设备通过通信处理单元和调制解调器进行用户数据的传输。
具体地，调制解调器通过两路射频电缆与通信天线单元的变频器连接，两路射频电缆分别传输上行射频信号和下行射频信号；调制解调器将上行射频信号发送到变频器，变频器将上行射频信号传送至相控阵发射天线阵列202；相控阵接收天线阵列201将下行射频信号传送至变频器，变频器将下行射频信号传送至调制解调器；调制解调器通过两个以太网接口与通信处理单元连接，其中一个以太网接口传输用户数据，另一个以太网接口传输调制解调器的控制和/或状态数据；通信处理单元通过一个以太网接口与用户通信设备连接进行用户数据的传输。
用户通信设备包括但不限于以太网交换机、无线AP(Access Point)、计算机等设备。
具体地，通信处理单元与通信天线单元传输的信号包括1路视频信号，4路控制和/或状态信号：通信处理单元通过1路视频信号与全景摄像头203连接，传输全景摄像头203获取的环境观测视频流；通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与波束控制器连接，向波束控制器发送相控阵天线的方位角和俯仰角的控制指令，并接收波束控制器的状态；通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与测向GNSS接收机连接，接收位置、授时和方位数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与姿态测量单元连接，接收姿态数据；通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与变频器连接，向变频器发送配置指令，并接收变频器的状态。测向GNSS接收机还输出秒脉冲信号，该信号传输至变频器用于提高频率精度。
请同时参见图3，本发明实施例的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，全景摄像头203、测向GNSS天线204、相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202设置于通信天线单元的顶部；全景镜头203设置于相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202之间，采用360度全景镜头，全景摄像头203包括可见光传感器和红外传感器，可以在白昼和夜间不间断工作；测向GNSS天线204数目为两个，两个测向GNSS天线204安装于通信天线单元顶部的两端或两侧，两个GNSS天线204的安装方向与车辆行驶方向保持一致；测向GNSS天线204测量通信天线单元的位置、授时和方位，授时信息作为时间基准；姿态测量单元测量通信天线单元的横滚角和俯仰角。
具体地，全景摄像头203安装在相控阵天线的扫描盲区，相控阵天线包括相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202，由于相控阵天线的最大离轴角为65°(设定法向为0°)，使得相控阵扫描到最大离轴角±65°时全景摄像头203不遮挡相控阵天线的通信；测向GNSS天线204安装在相控阵天线的扫描盲区，使得相控阵扫描到最大离轴角±65°时测向GNSS天线204不遮挡相控阵天线的通信；全景摄像头203安装后面向天空，相控阵天线与测向GNSS天线204安装在全景摄像头203视野范围之外，全景摄像头203视角大于等于140°；在一具体实施例中，全景摄像头203安装后顶部的高度低于相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202中心位置俯仰角66°以上的区域。全景摄像头203广角视角范围大于相控阵天线的最大离轴角的2倍，即大于130°；考虑到视频图像识别需要获取更多图像信息，视角取大于140°。测向GNSS天线204安装后的顶部高度低于相控阵接收天线阵列201以及相控阵发射天线阵列202安装后的顶部高度。
通信天线单元安装在车辆顶部的行李架上，称之为“纵轨”。通信天线单元可用采用分离式纵轨、一体化纵轨或T型槽纵轨安装于车顶。通信天线单元内还可以设置用于供电的电源模块。
优选地，通信处理单元连接有驾驶员显示设备，通信处理单元通过一个以太网接口与驾驶员显示设备连接并进行数据传输。
请参见图4，本发明实施例的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：通信处理单元接收全景摄像头203视频流，并进行视频处理，得到可见天空掩膜(VSM，Visible Sky Mask)；
S2：通信处理单元接收测向GNSS接收机和姿态测量单元数据，获取实时位置、授时、方位和姿态信息；
S3：通信处理单元根据卫星两行根数数据(TLE，Two Line Element)，并根据实时位置、时间、方位和姿态信息，计算实时可用卫星相对于相控阵天线的方位角和俯仰角，得到可用卫星的方位角和俯仰角列表(ASL，Available Satellites List)；
S4：通信处理单元将可用卫星方位角和俯仰角列表(ASL)与可见天空掩膜(VSM)进行融合处理，输出可见卫星列表(VSL，Visible Satellites List)，并向驾驶员显示设备输出可见卫星星空图(VSP，Visible Sky Plot)；
S5：通信处理单元根据可见卫星列表(VSL)实时跟踪卫星，并与调制解调器以及用户通信设备连接，实现用户数据的传输或缓存。
具体地，步骤S1中进行视频处理包括：
S11：通信处理单元进行视频图像抽取，在每秒的视频帧中抽取一幅图像；
S12：对步骤S11中抽取的图像进行变形处理，消除全景镜头的几何失真变形；由于对俯仰角的精度要求较高，而全景镜头俯仰角的几何变形较大，所以需要采用实时的视频流畸变消除算法，消除全景镜头的几何失真变形；
S13：对步骤S12中变形处理后的图像进行遮挡物图像识别，区别天空和遮挡物(如山、建筑物和树木等)；
S14：去除图像中的遮挡区域得到可见天空区域图，即为可见天空掩膜(VSM)；
S15：重复步骤S11-S14，进行下一秒的图像处理，实现可见天空掩膜(VSM)的实时更新。
步骤S3中卫星两行根数数据(TLE)的获取方式包括：1、在通信处理单元中配置的初始TLE数据；2、由调制解调器从卫星下行广播消息中获取最新TLE数据；3、通信处理单元通过互联网获取最新TLE数据。
具体地，步骤S4包括：检查可用卫星方位角和俯仰角列表(ASL)中的每一个卫星的方位角和俯仰角，确认该卫星是否位于可见天空掩膜(VSM)的遮挡区域，如位于遮挡区域，则删除该卫星；直到将所有位于遮挡区域的卫星全部删除，得到可见卫星列表(VSL)；将可见卫星列表中的卫星在驾驶员显示设备的卫星星空图(VSP)中进行显示。
驾驶员显示设备主要显示可见卫星星空图(VSP)，并显示当前卫星连接状态、信号强度等信息，以便驾驶员对行驶线路进行必要的调整。
具体地，步骤S5中，若可见卫星列表(VSL)中低轨道通信卫星数量不为0，则包括如下步骤：
S51：通信处理单元比较可见卫星列表中卫星的俯仰角，选择俯仰角最高的一颗卫星，实时将其方位角和俯仰角发送给波束控制器；
S52：波束控制器控制相控阵接收天线阵列201和相控阵发射天线阵列202的方位，使其迅速对准卫星；
S53：重复步骤S51-S52，使得通信天线单元连续跟踪卫星；通信处理单元与调制解调器以及用户通信设备连接，进行用户数据的传输；
若可见卫星列表(VSL)中低轨道通信卫星数量为0，则所述通信处理单元卫星通知调制解调器数据上行中断，自动缓存用户通信设备的上行数据，并进行无损压缩；当可见卫星数量大于0，通信恢复时，通信处理单元通知调制解调器数据上行恢复，并优先发送缓存压缩的上行数据。
综上所述，本发明实施例的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，采用相控阵天线，增加全景摄像头203，能够根据车辆行驶过程中的实际外部干扰物对天线遮挡情况，结合卫星的位置和本车位置、方位和姿态，计算出可见卫星；根据可见卫星的俯仰角优选卫星进行通信，避免了因为遮挡而反复进行通信连接尝试而造成的时间浪费和通信中断；当无可见卫星时，主动进行上行数据的缓存和压缩，避免了数据的丢失；向驾驶员显示设备提供可见卫星星空图等信息，以便驾驶员对行驶线路进行必要的调整。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，包括依次连接的通信天线单元、调制解调器、通信处理单元和用户通信设备，所述通信天线单元包括相控阵接收天线阵列、相控阵发射天线阵列、全景摄像头、测向GNSS天线和姿态测量单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列通过波束控制器连接到通信处理单元；所述全景摄像头和姿态测量单元均连接到通信处理单元；所述测向GNSS天线通过测向GNSS天线接收机连接到通信处理单元；所述相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列连接有变频器，所述变频器通过调制解调器连接到通信处理单元，所述用户通信设备通过通信处理单元和调制解调器进行用户数据的传输。
2.如权利要求1所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述调制解调器通过两路射频电缆与通信天线单元的变频器连接，两路所述射频电缆分别传输上行射频信号和下行射频信号；所述调制解调器将上行射频信号发送到变频器，所述变频器将上行射频信号传送至相控阵发射天线阵列；所述相控阵接收天线阵列将下行射频信号传送至变频器，所述变频器将下行射频信号传送至调制解调器；所述调制解调器通过两个以太网接口与通信处理单元连接，其中一个以太网接口传输用户数据，另一个以太网接口传输调制解调器的控制和/或状态数据；所述通信处理单元通过一个以太网接口与用户通信设备连接进行用户数据的传输。
3.如权利要求1所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述通信处理单元与通信天线单元传输的信号包括1路视频信号，4路控制和/或状态信号：所述通信处理单元通过1路视频信号与全景摄像头连接，传输全景摄像头获取的环境观测视频流；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与波束控制器连接，向波束控制器发送相控阵天线的方位角和俯仰角的控制指令，并接收波束控制器的状态；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与测向GNSS接收机连接，接收位置、授时和方位数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与姿态测量单元连接，接收姿态数据；所述通信处理单元通过1路控制和/或状态信号与变频器连接，向变频器发送配置指令，并接收变频器的状态。
4.如权利要求1所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述全景摄像头、测向GNSS天线、相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列设置于通信天线单元的顶部；所述全景镜头设置于相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列之间，所述全景摄像头包括可见光传感器和红外传感器；所述测向GNSS天线数目为两个，两个所述测向GNSS天线安装于通信天线单元顶部的两端或两侧，所述测向GNSS天线测量通信天线单元的位置、授时和方位；所述的姿态测量单元测量通信天线单元的横滚角和俯仰角。
5.如权利要求4所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述全景摄像头安装在相控阵天线的扫描盲区；所述测向GNSS天线安装在相控阵天线的扫描盲区；所述全景摄像头安装后面向天空，所述相控阵天线与测向GNSS天线安装在全景摄像头视野范围之外，所述全景摄像头视角大于等于140°。
6.如权利要求1所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备，其特征在于，所述通信处理单元连接有驾驶员显示设备，所述通信处理单元通过一个以太网接口与驾驶员显示设备连接并进行数据传输。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：通信处理单元接收全景摄像头视频流，并进行视频处理，得到可见天空掩膜；
S2：通信处理单元接收测向GNSS接收机和姿态测量单元数据，获取实时位置、授时、方位和姿态信息；
S3：通信处理单元根据卫星两行根数数据，并根据实时位置、时间、方位和姿态信息，计算实时可用卫星相对于相控阵天线的方位角和俯仰角，得到可用卫星的方位角和俯仰角列表；
S4：通信处理单元将可用卫星方位角和俯仰角列表与可见天空掩膜进行融合处理，输出可见卫星列表，并向驾驶员显示设备输出可见卫星星空图；
S5：通信处理单元根据可见卫星列表实时跟踪卫星，并与调制解调器以及用户通信设备连接，实现用户数据的传输或缓存。
8.如权利要求7所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，其特征在于，所述步骤S1中进行视频处理包括：
S11：通信处理单元进行视频图像抽取，在每秒的视频帧中抽取一幅图像；
S12：对步骤S11中抽取的图像进行变形处理，消除全景镜头的几何失真变形；
S13：对步骤S12中变形处理后的图像进行遮挡物图像识别，区别天空和外部遮挡物；
S14：去除图像中的遮挡区域得到可见天空区域图，即为可见天空掩膜；
S15：重复步骤S11-S14，进行下一秒的图像处理，实现可见天空掩膜的实时更新。
9.如权利要求7所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，其特征在于，所述步骤S4包括：检查可用卫星方位角和俯仰角列表中的每一个卫星的方位角和俯仰角，确认该卫星是否位于可见天空掩膜的遮挡区域，如位于遮挡区域，则删除该卫星；直到将所有位于遮挡区域的卫星全部删除，得到可见卫星列表；将可见卫星列表中的卫星在驾驶员显示设备的卫星星空图中进行显示。
10.如权利要求7所述的低轨宽带通信卫星的车载卫星通信终端设备及其控制方法，其特征在于，所述步骤S5中，
若可见卫星列表中低轨道通信卫星数量不为0，则包括如下步骤：
S51：所述通信处理单元比较可见卫星列表中卫星的俯仰角，选择俯仰角最高的一颗卫星，实时将其方位角和俯仰角发送给波束控制器；
S52：所述波束控制器控制相控阵接收天线阵列和相控阵发射天线阵列的方位，使其迅速对准卫星；
S53：重复步骤S51-S52，使得通信天线单元连续跟踪卫星；
若可见卫星列表中低轨道通信卫星数量为0，则所述通信处理单元卫星通知调制解调器数据上行中断，自动缓存用户通信设备的上行数据，并进行无损压缩；当可见卫星数量大于0时，通信处理单元通知调制解调器数据上行恢复，并优先发送缓存压缩的上行数据。
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