CN114665954B - 一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法及装置，方法步骤为：将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在则将该波束加入可用波束列表；若均不在，则依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积及二者比值，将比值最大的选为可用波束。装置包括顺次设置的记录模块、转换模块、判断模块、第一～第三计算模块、选择模块。本发明提高了通信保障的效率，降低了终端程序的复杂度。

Description

一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法及装置

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，特别是一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法及装置。

背景技术

针对卫星波束中心至边缘信号强度变化较小，难以根据信道质量进行波束选择的问题，专利CN112887015A公开了一种基于位置信息和运动趋势的卫星终端波束选择方法，该方法过程如下：首先，卫星终端从广播消息中接收所在各波束中心点经纬度信息，结合自身位置计算与所在各波束中心点的距离；接着，选取距离最小的波束，判断是否存在其他距离相近的波束；若存在，则从满足条件的波束中选取与卫星终端运动方向夹角最小的波束指定为选中波束；若不存在，则将距离最小的波束指定为选中波束；最后，卫星终端发起正常位置更新流程。通过上述方法，实现了基于位置信息和运动趋势选择卫星终端波束，能够缓解乒乓效应，减少卫星终端波束重选和位置更新的次数，降低使用功耗、延长工作时间。

然而，地面终端在通信期间处于运动状态，位置信息不断发生变化，位置信息变化会触发进行波束选择，若地面终端持续移动，将导致卫星终端波束选择效率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法及装置，在通信规划阶段考虑通信范围，从全局角度进行波束选择，从而提高通信保障的效率，降低终端程序的复杂度，提高终端设备的可靠性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，步骤如下：

第一步，将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；

第二步，使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；

第三步，依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则进入到第四步；

第四步，依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；

第五步，依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积；

第六步，依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值；

第七步，将比值最大的交叠多边形所属波束选为可用波束。

一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择装置，该装置包括顺次设置的记录模块、转换模块、判断模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、选择模块，其中：

记录模块，用于将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；

转换模块，用于使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；

判断模块，用于依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则触发第一计算模块；

第一计算模块，用于依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；

第二计算模块，用于依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积；

第三计算模块，用于依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值；

选择模块，用于将比值最大的交叠多边形所属波束选为可用波束。

一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法中的步骤。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)在通信规划阶段根据通信范围进行波束选择，根据通信区域被不同波束覆盖的部分占自身面积的比例选择覆盖率最大的波束，从而在多个可用波束中选择能够满足通信区域要求的波束；(2)在通信规划阶段就选定可用波束，使终端设备在有位置变化的通信中无需再进行波束选择的计算，真正做到“一次计算，全程可用”；(3)使终端设备有限的计算资源用于通信，把计算转移到通信规划系统所部署的高性能计算机上，提高了通信保障的效率，降低了终端程序的复杂度，提高了终端设备的可靠性。

附图说明

图1为本发明基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法的流程图

具体实施方式

结合图1，本发明一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，步骤如下：

第一步，将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；

第二步，使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；

第三步，依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则进入到第四步；

第四步，依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；

第五步，依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积；

第六步，依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值；

第七步，将比值最大的交叠多边形所属波束选为可用波束。

作为一种具体示例，第二步所述等积圆柱投影法，具体如下：

对于地球上经纬度为的一个点，使用等积圆柱投影法将其转换为平面坐标系上的点坐标(x,y)为

其中，平面坐标系中赤道为x轴、0度经线为y轴；a_e为地球长轴半径，采用CGCS2000，a_e＝6378.137，b_e＝6356.752314；是经差1弧度，纬差由赤道到的椭球面上的梯形面积，近似函数为

其中

K＝2a_e ²(1-e₁ ²)

是地球第一偏心率。

作为一种具体示例，第三步所述依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部，对于任意多边形P₁、P₂，判断P₁是否在P₂内部，具体如下：

(31)判断P₁的每个顶点是否在P₂内部，若有顶点在P₂外部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有顶点均在P₂内部，则进行(32)；

(32)判断P₁的每条边是否在P₂内部，若有边不在P₂内部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有边都在P₂内部，则P₁在P₂内部。

作为一种具体示例，第四步所述依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形，对于任意多边形P₁、P₂，计算P₁、P₂交叠多边形的方法具体如下：

(41)若P₁₁在P₂内部或P₂在P₁内部，则没有交叠多边形；若均不在对方内部，则进入(42)；

(42)对P₁的每一条边，计算与P₂的每一条边的交点；

(43)若P₁的边S₁与P₂的边S₂存在交点A_o1，则将S₁划分为两条边S₁₁和S₁₂，在P₁中删除边S₁，加入S₁₁和S₁₂；将S₂划分为两条边S₂₁和S₂₂，在P₂中删除S₂，加入S₂₁和S₂₂；形成新多边形P_1new和P_2new；

(44)对新多边形P_1new和P_2new的每条边，判断其是否在对方内部：若在内部，则保留；

(45)在保留的内部边中，从第一条边S_o1开始循环遍历，搜索到另一条边S_oi的端点与第一条边S_o1的端点重合，则将S_oi记为S_o1的后继边；按此方法依次遍历，直到一条边的端点与之前的端点形成闭合多边形，将此多边形保存，在剩余的边中继续此步骤直到没有剩余边。

作为一种具体示例，第五步所述依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积，具体如下：

对于任意一个多边形，已知各个顶点的坐标A₁(x₁,y₁),A₂(x₂,y₂),…A_n(x_n,y_n)，那么这个多边形的面积S0为

其中x_n+1＝x₁,y_n+1＝y₁。

作为一种具体示例，(31)判断P₁的每个顶点是否在P₂内部，包括在P₂的边上或与P₂顶点重合的情况，具体如下：

(311)从一个顶点分别向x轴反方向和x轴方向引两条射线，置count_left＝0，count_right＝0；

(312)计算上述两条射线与多边形每条边的交点，若x轴反方向有交点，则count_left自加1，若x轴方向有交点，则count_right自加1；

(313)若count_left和count_right均为奇数，则上述顶点在多边形内部；否则在多边形外部。

作为一种具体示例，(32)判断P₁的每条边是否在P₂内部，包括与边有交叉、被P₂顶点分为内外两部分的情况，具体如下：

(321)对于线段S₀与多边形P₁，若线段S₀顶点A₀₁或A₀₂在多边形P₁外部，则线段S₀不在多边形P₁内部，否则进入(322)；

(322)计算线段S₀与多边形P₁每条边的交点，若存在内交点，则线段S₀不在多边形P₁内部；否则线段S₀在多边形P₁内部。

本发明提供一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择装置，该装置包括顺次设置的记录模块、转换模块、判断模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、选择模块，其中：

记录模块，用于将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；

转换模块，用于使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；

判断模块，用于依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则触发第一计算模块；

第一计算模块，用于依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；

第二计算模块，用于依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积；

第三计算模块，用于依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值；

选择模块，用于将比值最大的交叠多边形所属波束选为可用波束。

本发明提供一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法。

本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现所述基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法中的步骤。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例

本实施例基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，具体如下：

1、方法概述

第一步，将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形

第二步，使用等积圆柱投影法(具体算法见2)将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形

P_beam1{Vertexs＝{A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃)...}}、

P_beam2{Vertexs＝{A₂₁(x₂₁，y₂₁)，A₂₂(x₂₂，y₂₂)，A₂₃(x₂₃，y₂₃)...}}、

P_beam2{Vertexs＝{A₃₁(x₃₁，y₃₁)，A₃₂(x₃₂，y₃₂)，A₃₃(x₃₃，y₃₃)...}}...、

P_task{Vertexs＝{A_t1(x_t1，y_t1)，A_t2(x_t2，y_t2)，A_t3(x_t3，y_t3)...}}、

第三步，依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部(具体算法见3)。若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则进入到第四步。

第四步，依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将其记录为顶点以平面坐标标示的多边形

P_overlapping1{Vertexs＝{A_o11(x_o11，y_o11)，A_o12(x_o12，y_o12)，A_o13(x_o13，y_o13)...}}、

P_overlapping2{Vertexs＝{A_o21(x_o21，y_o21)，A_o22(x_o22，y_o22)，A_o23(x_o23，y_o23)...}}、

P_overlapping3{Vertexs＝{A_o31(x_o31，y_o31)，A_o32(x_o32，y_o32)，A_o33(x_o33，y_o33)...}}...

(具体算法见4)；

第五步，依次计算每个交叠多边形的面积S_overlapping1、S_overlapping2、S_overlapping3…，计算通信多边形区域面积S_task(具体算法见5)；

第六步，依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值

第七步，计算最大比值Max_V(V₁,V₂,V₃)，将对应此比值的交叠多边形所属波束选为可用波束。

2、等积圆柱投影算法

对于地球上经纬度为的一个点，使用等积圆柱投影法将其转换为平面上的点的坐标为

其中a_e为地球长轴半径，本方法采用CGCS2000，a_e＝6378.137，b_e＝6356.752314；是经差1弧度，纬差由赤道到的椭球面上的梯形面积，其近似函数为

其中

K＝2a_e ²(1-e₁ ²)

是地球第一偏心率

3、判断任意多边形是否在另一任意多边形内部

对于任意多边形P₁{Vertexs＝{A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃)…}}、P₂{Vertexs＝{A₂₁(x₂₁，y₂₁)，A₂₂(x₂₂，y₂₂)，A₂₃(x₂₃，y₂₃)…}}判断P₁是否在P₂内部的方法：

第一步，判断P₁的每个顶点A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃)…是否在P₂内部(包括在P₂的边上或与P₂顶点重合的情况，具体算法见6)。若有顶点在P₂外部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有顶点均在P₂内部，则进行第二步。

第二步，判断P₁的每条边

S₁₁(A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂))，S₁₂(A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃))…是否在P₂内部(包括与边有交叉、被P₂顶点分为内外两部分等情况，具体算法见7)。若有边不在P₂内部，则P₁不在P2内部；若P₁所有边都在P₂内部，则P₁在P₂内部。

4、计算交叠多边形

对于任意多边形P₁{Vertexs＝{A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃)…}}、P₂{Vertexs＝{A₂₁(x₂₁，y₂₁)，A₂₂(x₂₂，y₂₂)，A₂₃(x₂₃，y₂₃)…}}，计算其交叠多边形P_overlapping1{Vertexs＝{A_o1(x_o1，y_o1)，A_o2(x_o2，y_o2)，A_o3(x_o3，y_o3)…}}的方法：

第一步，若P₁在P₂内部或P₂在P₁内部，则没有交叠多边形；若均不在对方内部，则进入第二步。

第二步，对P₁的每一条边

S₁₁(A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂))，S₁₂(A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃))…，计算其与P₂的每一条边S₂₁(A₂₁(x₂₁，y₂₁)，A₂₂(x₂₂，y₂₂))，S₂₂(A₂₂(x₂₂，y₂₂)，A₂₃(x₂₃，y₂₃))…的交点(注意S_1n竖直、S_2n竖直、S_1n水平、S_2n水平等特殊情况)

第三步，若S₁(A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₁，y₁₂))与S₂(A₂₁(x₂₁，y₂₁)，A₂₂(x₂₂，y₂₂))存在交点A_o1(x_o1，y_o1)，则将S₁划分为两条边S₁₁(A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A_o1(x_o1，y_o2))和S₁₂(A_o1(x_o1，y_o2)，A₁₂(x₁₁，y₁₂))，在P₁中删除边S₁，加入S₁₁和S₁₂；将S₂划分为两条边S₂₁(A₂₁(x₂₁，y₂₁)，A_o1(x_o1，y_o2))和S₂₂(A_o1(x_o1，y_o2)，A₂₂(x₂₁，y₂₂))，在P₂中删除S₂，加入S₂₁和S₂₂。

第四步，对新多边形P_1new和P_2new的每条边，判断其是否在对方内部。若在内部，则保留(需剔除共用边的情况)。

第五步，在保留的内部边

S_o1(A_o1(x_o1，y_o1)，A_o2(x_o2，y_o2))，S_o2(A_o2(x_o2，y_o2)，A_o3(x_o3，y_o3))…中，从第一条边

S_o1(A_o1(x_o1，y_o1)，A_o2(x_o2，y_o2))开始循环遍历，搜索到另一条边

S_oi(A_oi(x_oi，y_oi)，A_oi+1(x_oi+1，y_oi+1))的某一个端点A_oi(x_oi，y_oi)或A_oi+1(x_oi+1，y_oi+1)与A_o1(x_o1，y_o1)或A_o2(x_o2，y_o2)重合，则将S_oi记为S_o1的后继边。按此方法依次遍历，直到A_on与之前的顶点形成闭合多边形。将此多边形保存，在剩余的边中继续此步骤直到没有剩余边。

5、平面任意多边形面积计算

对于任意一个多边形，如果已知其各个顶点的坐标

A₁(x₁，y₁)，A₂(x₂，y₂)，...A_n(x_n，y_n)，那么这个多边形的面积为

其中x_n+1＝x₁，y_n+1＝y₁

6、判断点是否在多边形内部

第一步，从该点分别向x轴反方向和x轴方向引两条射线。置count_left＝0，count_right＝0。

第二步，计算上述两条射线与多边形每条边的交点。若x轴反方向有交点，则count_left++；若x轴方向有交点，则count_right++(注意处理边与射线重合、射线经过边的端点等特殊情况)。

第三步，若count_left和count_right均为奇数，则点在多边形内部；否则点在多边形外部。

7、判断线段是否在多边形内部

对于线段S₀(A₀₁(x₀₁，y₀₁)，A₀₂(x₀₂，y₀₂))与多边形

P₁{Vertexs＝{A₁₁(x₁₁，y₁₁)，A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₃(x₁₃，y₁₃)…}}

第一步，若线段顶点A₀₁(x₀₁，y₀₁)或A₀₂(x₀₂，y₀₂)在多边形P₁外部，则线段不在多边形内部。否则进入第二步。

第二步，计算线段S₀与多边形P₁每条边

S₁₁(A₁₁(x₁₁,y₁₁),A₁₂(x₁₂,y₁₂))，S₁₂(A₁₂(x₁₂，y₁₂)，A₁₂(x₁₃，y₁₂))…的交点A_o1(x_o1,y_o1)…。

其中

(注意处理S₀竖直、S_1i竖直、S₀和S_1i平行等情况)

若存在内交点(交点在两条边的内部，注意处理线段穿多边形顶点的情况)，则线段不在多边形内部；否则线段在多边形内部。

综上所述，本发明在通信规划阶段根据通信范围进行波束选择，根据通信区域被不同波束覆盖的部分占自身面积的比例选择覆盖率最大的波束，从而在多个可用波束中选择能够满足通信区域要求的波束。在通信规划阶段就选定可用波束，使终端设备在有位置变化的通信中无需再进行波束选择的计算，真正做到“一次计算，全程可用”。最终，使终端设备有限的计算资源用于通信，把计算转移到通信规划系统所部署的高性能计算机上，提高了通信保障的效率，降低了终端程序的复杂度，提高了终端设备的可靠性。

Claims (7)

1.一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，其特征在于，步骤如下：

第一步，将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；

第二步，使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；

第三步，依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则进入到第四步；

第四步，依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；

第五步，依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积；

第六步，依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值；

第七步，将比值最大的交叠多边形所属波束选为可用波束；

第三步所述依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部，对于任意多边形P₁、P₂，判断P₁是否在P₂内部，具体如下：

(31)判断P₁的每个顶点是否在P₂内部，若有顶点在P₂外部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有顶点均在P₂内部，则进行(32)，具体如下：

(311)从一个顶点分别向x轴反方向和x轴方向引两条射线，置count_left＝0，count_right＝0；

(312)计算上述两条射线与多边形每条边的交点，若x轴反方向有交点，则count_left自加1，若x轴方向有交点，则count_right自加1；

(313)若count_left和count_right均为奇数，则上述顶点在多边形内部；否则在多边形外部；

(32)判断P₁的每条边是否在P₂内部，若有边不在P₂内部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有边都在P₂内部，则P₁在P₂内部；

其中判断P₁的每条边是否在P₂内部，包括与边有交叉、被P₂顶点分为内外两部分的情况，具体如下：

(321)对于线段S₀与多边形P₁，若线段S₀顶点A₀₁或A₀₂在多边形P₁外部，则线段S₀不在多边形P₁内部，否则进入(322)；

(322)计算线段S₀与多边形P₁每条边的交点，若存在内交点，则线段S₀不在多边形P₁内部；否则线段S₀在多边形P₁内部。

2.根据权利要求1所述的基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，其特征在于，第二步所述等积圆柱投影法，具体如下：

对于地球上经纬度为的一个点，使用等积圆柱投影法将其转换为平面坐标系上的点坐标(x,y)为

其中，平面坐标系中赤道为x轴、0度经线为y轴；a_e为地球长轴半径，采用CGCS2000，a_e＝6378.137，b_e＝6356.752314；是经差1弧度，纬差由赤道到的椭球面上的梯形面积，近似函数为

其中

K＝2a_e ²(1-e₁ ²)

是地球第一偏心率。

3.根据权利要求1所述的基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，其特征在于，第四步所述依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形，对于任意多边形P₁、P₂，计算P₁、P₂交叠多边形的方法具体如下：

(41)若P₁在P₂内部或P₂在P₁内部，则没有交叠多边形；若均不在对方内部，则进入(42)；

(42)对P₁的每一条边，计算与P₂的每一条边的交点；

(43)若P₁的边S₁与P₂的边S₂存在交点A_o1，则将S₁划分为两条边S₁₁和S₁₂，在P₁中删除边S₁，加入S₁₁和S₁₂；将S₂划分为两条边S₂₁和S₂₂，在P₂中删除S₂，加入S₂₁和S₂₂；形成新多边形P_1new和P_2new；

(44)对新多边形P_1new和P_2new的每条边，判断其是否在对方内部：若在内部，则保留；

(45)在保留的内部边中，从第一条边S_o1开始循环遍历，搜索到另一条边S_oi的端点与第一条边S_o1的端点重合，则将S_oi记为S_o1的后继边；按此方法依次遍历，直到一条边的端点与之前的端点形成闭合多边形，将此多边形保存，在剩余的边中继续此步骤直到没有剩余边。

4.根据权利要求1所述的基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法，其特征在于，第五步所述依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积，具体如下：

对于任意一个多边形，已知各个顶点的坐标A₁(x₁,y₁),A₂(x₂,y₂),…A_n(x_n,y_n)，那么这个多边形的面积S0为

其中x_n+1＝x₁,y_n+1＝y₁。

5.一种基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择装置，其特征在于，该装置包括顺次设置的记录模块、转换模块、判断模块、第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块、选择模块，其中：

记录模块，用于将波束覆盖区域和通信区域记录为顶点以经纬度表示的多边形；

转换模块，用于使用等积圆柱投影法，将波束多边形与通信多边形转换为顶点以平面坐标表示的多边形；

判断模块，用于依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部：若在内部，则将该波束加入到可用波束列表；若均不在内部，则触发第一计算模块；

第一计算模块，用于依次计算通信多边形与波束多边形的交叠区域，将交叠区域记录为顶点以平面坐标标示的多边形；

第二计算模块，用于依次计算每个交叠多边形的面积和通信多边形区域面积；

第三计算模块，用于依次计算交叠多边形与通信多边形面积的比值；

选择模块，用于将比值最大的交叠多边形所属波束选为可用波束；

判断模块中，依次判断通信多边形是否完全在波束多边形内部，对于任意多边形P₁、P₂，判断P₁是否在P₂内部，具体如下：

(31)判断P₁的每个顶点是否在P₂内部，若有顶点在P₂外部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有顶点均在P₂内部，则进行(32)，具体如下：

(311)从一个顶点分别向x轴反方向和x轴方向引两条射线，置count_left＝0，count_right＝0；

(312)计算上述两条射线与多边形每条边的交点，若x轴反方向有交点，则count_left自加1，若x轴方向有交点，则count_right自加1；

(313)若count_left和count_right均为奇数，则上述顶点在多边形内部；否则在多边形外部；

(32)判断P₁的每条边是否在P₂内部，若有边不在P₂内部，则P₁不在P₂内部；若P₁所有边都在P₂内部，则P₁在P₂内部；

其中判断P₁的每条边是否在P₂内部，包括与边有交叉、被P₂顶点分为内外两部分的情况，具体如下：

(321)对于线段S₀与多边形P₁，若线段S₀顶点A₀₁或A₀₂在多边形P₁外部，则线段S₀不在多边形P₁内部，否则进入(322)；

(322)计算线段S₀与多边形P₁每条边的交点，若存在内交点，则线段S₀不在多边形P₁内部；否则线段S₀在多边形P₁内部。

6.一种移动终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至4中任一项的基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述基于通信区域波束覆盖率的卫星波束选择方法中的步骤。