CN115276776B - 一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法及装置 - Google Patents

一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法及装置 Download PDF

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CN115276776B CN202211177741.8A CN202211177741A CN115276776B CN 115276776 B CN115276776 B CN 115276776B CN 202211177741 A CN202211177741 A CN 202211177741A CN 115276776 B CN115276776 B CN 115276776B
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Abstract

本申请提供了一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法及装置。该方法包括获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真。根据本申请的技术方案，可以通过获取照射跟踪波束的波束范围，和全景波束的照射角度并结合实时仿真计算的偏离角度，从而实现照射波束实时切换，动态照射跟踪特定低轨卫星。

Description

一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法及装置
技术领域
本申请涉及卫星通信网络仿真领域，尤其涉及一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法及装置。
背景技术
真实的卫星通信中继网络业务传输复杂类型较多，工作用户数量与种类多样化，为了实现业务传输过程中的接收用户的选定，对卫星通信网络中的低轨卫星的实时密切跟踪变得尤为重要。
如图1所示，在现有技术中，在中继卫星通信网络仿真场景下，低轨卫星收到网络仿真设备发送的请求业务数据通过中继卫星、地面站、运控中心节点将请求业务数据转发至用户中心节点；用户中心收到请求业务数据后将照射波束资源请求信息和业务数据发送给运控中心节点；运控中心通过测控站向中继卫星发送波束跟踪控制信息；中继卫星跟踪特定低轨卫星，显示波束覆盖；运控中心向低轨卫星发送业务数据；低轨卫星向用户中心节点发送连续业务数据，用户中心收到连续业务数据后向低轨卫星发送连续业务数据，在整个业务数据传输过程中波束从照射开始到数据传输结束一直跟踪覆盖特定波束。从该流程中可以看出，在仿真过程中，首先搭建中继卫星网络，该通信网络包含中继卫星、低轨卫星和特定低轨卫星、地面站、测控站运控中心和用户中心通信节点，场景仿真运行时低轨卫星和特定低轨卫星收到插值处理后的轨迹数据实时运行，节点之间通过传递请求业务数据和连续业务数据进行通信交互，中继卫星收到波束跟踪控制信息后对特定低轨卫星进行波束实时跟踪照射。
已经有一些成熟的软件可以生成太阳同步轨道卫星数据，例如卫星工具箱（Satellite Tool Kit）软件，可以根据仿真卫星的高度信息模拟生成绕地球一周的太阳同步轨迹数据。半实物通信仿真软件（VR-Net）可以搭建包含通信网络、传输业务和波束照射信息的多用户工作模式的中继卫星网络系统，基于C++/QT、OSG/OSGEarth、等开发语言和开发工具，搭建中继卫星通信网络场景仿真演示平台，能够实现二维场景与三维场景同时展示仿真场景演示效果。
中国专利文献《基于波束倾斜补偿与圆锥扫描融合的深空目标高精度跟踪方法》（CN110233352A）公开了一种技术方案，其通过在控制回路增添一套控制算法以及X/Ka频段和方向图峰值误差算法，解决因天线抖动无法实现Ka频段自动校相进而不能采用单脉冲自跟踪问题。中国专利文献《卫星高精度跟踪指向控制地面仿真系统及方法》（CN114153221A）提供了一种技术方案，基于目标卫星相对跟踪卫星的运动轨迹，在特定的呈像单元上以光学特性呈现目标卫星相对跟踪卫星。但现有技术中，还没有提供基于太阳同步轨道卫星数据和中继卫星通信网络场景仿真演示平台进行波束动态跟踪仿真的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法及装置，以实现波束动态跟踪仿真。
根据本申请的一个方面，提供了一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法，该方法包括：
获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；
根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真。
优选地，中继卫星数据包括中继卫星坐标，低轨卫星太阳同步轨道坐标数据包括低轨卫星初始轨迹坐标、仿真过程差分取值轨迹坐标以及业务传输完成轨迹坐标。
优选地，根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真包括：
确定中继卫星坐标和低轨卫星初始轨迹坐标确定中继卫星和低轨卫星之间距离；
根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围；
根据照射波束的照射范围、全景波束所在直径的照射波束数量和全景波束的照射角确定全景波束；
根据仿真过程差分取值轨迹坐标和中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角，业务传输完成轨迹坐标和中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角，仿真过程差分取值轨迹坐标与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，以及业务传输完成轨迹坐标与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，实时跟踪低轨卫星。
优选地，根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围包括：
根据
Figure DEST_PATH_IMAGE001
获得照 射波束的照射范围，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为低 轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为中继卫星与低轨卫星之间连线与圆锥波束母 线的夹角，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
为照射波束的底面半径。
优选地，根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围还包括：
根据
Figure DEST_PATH_IMAGE006
获得照射波束的母线长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
为低轨卫星的仿真过程差分取值轨迹坐标对应的 世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
为全景波束的照射角度，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
为全景波束的所在直径的照射波束的数量。
优选地，该方法还包括：
确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星之间的距离以及和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离；
根据仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星之间的距离和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星和低轨卫星的初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角。
优选地，根据仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星之间的距离和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星和低轨卫星的初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角包括：
根据
Figure DEST_PATH_IMAGE010
确定仿真过程差分 取值轨迹坐标与中继卫星和低轨卫星的初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角，其中
Figure 351302DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure 61769DEST_PATH_IMAGE003
为低轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐 标，
Figure 602471DEST_PATH_IMAGE007
为仿真过程差分取值轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE011
为偏离夹角。
优选地，根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真还包括：
根据
Figure 793412DEST_PATH_IMAGE011
与
Figure 722054DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 716555DEST_PATH_IMAGE008
的大小关系实时切换低轨卫星的照射波束，以实现对低轨卫星的 实时跟踪照射。
本申请提供了一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真装置，该装置包括：
获取模块，用于获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；
仿真模块，用于根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真。
优选地，中继卫星数据包括中继卫星坐标，低轨卫星太阳同步轨道坐标数据包括低轨卫星初始轨迹坐标、仿真过程差分取值轨迹坐标以及业务传输完成轨迹坐标。
优选地，仿真模块还用于确定中继卫星坐标和低轨卫星初始轨迹坐标确定中继卫星和低轨卫星之间距离；根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围；根据照射波束的照射范围、全景波束所在直径的照射波束数量和全景波束的照射角确定全景波束；根据仿真过程差分取值轨迹坐标和中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角，业务传输完成轨迹坐标和中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角，仿真过程差分取值轨迹坐标与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，以及业务传输完成轨迹坐标与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，实时跟踪低轨卫星。
优选地，仿真模块还用于根据
Figure DEST_PATH_IMAGE012
获得照射波束的照射范围，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE013
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
为低轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
为中继卫星与低轨卫星之间连线与圆锥波 束母线的夹角，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
为照射波束的底面半径。
优选地，仿真模块还用于根据
Figure DEST_PATH_IMAGE017
获得照射波束的母线长度，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
为低轨卫星的仿真过程差分取值轨迹坐标对应的 世界坐标，
Figure DEST_PATH_IMAGE019
为全景波束的照射角度，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
为全景波束的所在直径的照射波束的数量。
优选地，仿真模块还用于确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星之间的距离以及和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离；根据仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星之间的距离和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星和低轨卫星的初始轨迹坐标之间连线的偏离夹角。
优选地，仿真模块还用于根据
Figure 546102DEST_PATH_IMAGE010
确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星和低轨卫星的初始轨迹坐标之间连线的偏离 夹角，其中
Figure 247342DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure 363196DEST_PATH_IMAGE003
为低轨卫星的初始 轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 579414DEST_PATH_IMAGE007
为仿真过程差分取值轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 930761DEST_PATH_IMAGE011
为偏离夹角。
优选地，仿真模块还用于根据
Figure 611141DEST_PATH_IMAGE011
与
Figure 22531DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 726044DEST_PATH_IMAGE008
的大小关系实时切换低轨卫星的照射波 束，以实现对低轨卫星的实时跟踪照射。
根据本申请的技术方案，可以通过获取照射跟踪波束的波束范围，和全景波束的照射角度并结合实时仿真计算的偏离角度，从而实现照射波束实时切换，动态照射跟踪特定低轨卫星。
本申请的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请。在附图中：
图1为现有技术中卫星通信网络中波束跟踪方法示意图；
图2为本申请提供的卫星通信网络中波束动态跟踪方法示意图；
图3为本申请提供的卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法流程图；
图4为本申请提供的卫星通信网络中波束动态跟踪仿真装置示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及各个实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。
本申请实施例提供了一种全景波束卫星通信场景波束动态跟踪的方法，结合仿真场景业务传输过程中照射跟踪波束偏离角度实时计算方法。本申请实施例中，可以通过获取照射跟踪波束的波束范围，和全景波束的照射角度并结合实时仿真计算的偏离角，从而实现照射波束实时切换，动态照射跟踪特定低轨卫星；特定低轨卫星是指在仿真过程中，被照射波束指向并跟踪的低轨卫星。全景是指在仿真演示开始时预先生成三个波束组，每个波束组由多个波束组成，三个波束组分别挂载在各自对应的中继卫星下，三个波束组形成的照射范围覆盖整个地面，表示通信范围覆盖整个地面。初始全景波束在仿真演示开始时预先确定，照射跟踪波束在通信过程中根据消息类型确定是否开启。仿真演示开始时波束的照射角度是确定的，低轨卫星和中继卫星的坐标位置是确定的，中继卫星所在的位置为照射波束的顶点，仿真处理过程中由于照射波束是透明圆锥体形状，本申请中的母线是指圆锥体的母线。
图2示出了本申请提供的全景波束卫星通信场景波束动态跟踪仿真方法示意图，通过搭建多通信业务中继卫星网络并开发全景波束场景仿真演示平台，从而根据中继卫星通信传输业务类型,仿真演示过程中全景波束实时跟踪特定低轨卫星。业务类型包括DBW业务、LX业务、CF业务；不同的业务类型应用在不同的仿真演示场景，场景不同每种业务类型对应的通信演示效果不同。
可选地，本申请中，可以根据真实的卫星通信中继网络业务传输类型，以及工作用户数量，利用VR-Net半实物网络仿真平台搭建中继卫星通信网络，例如参与业务传输的用户节点种类包含中继卫星、低轨卫星和特定低轨卫星、地面站、测控站运控中心和用户中心通信节点。利用卫星工具箱（Satellite Tool Kit）软件，可以根据仿真卫星的高度信息模拟生成绕地球一周的太阳同步轨迹数据。所生成的低轨卫星的轨迹数据做等间隔插值处理，轨迹数据参与计算时转换为世界坐标。仿真过程中，每一个仿真场景中的全景波束的照射范围和照射数量、照射角度预先设定。
可选地，本申请中，可以利用C++/QT、OSG/OSGEarth、等开发语言和开发工具，搭建中继卫星通信网络场景仿真演示平台，能够实现二维场景与三维场景同时展示仿真场景演示效果，并利用特定低轨卫星的初始坐标和等间隔插值坐标实时计算偏离角度，从而动态切换全景波束中的照射跟踪波束。在具体实现时，可以将中继卫星仿真场景的业务传输过程与照射波束跟踪效果呈现在仿真平台使用的三/二维场景展示界面，分别从三维立体和二维平面维度分别展示业务传输过程中的波束跟踪效果。在场景仿真演示过程中，特定低轨卫星的插值轨迹坐标高度随着仿真运行的进行始终不变。
假设利用VR-Net半实物网络仿真平台、卫星工具箱软件和基于C++/QT、OSG/ OSGEarth开发工具开发的平台等软件进行仿真时，其生成的中继卫星坐标对应的世界坐标 和特定低轨卫星的初始坐标对应的世界坐标分别为
Figure 490869DEST_PATH_IMAGE002
和
Figure 166701DEST_PATH_IMAGE003
，对应的 中继卫星与低轨卫星连线与圆锥波束母线的夹角为
Figure 873626DEST_PATH_IMAGE004
，则照射波束的底面半径为：
Figure 64436DEST_PATH_IMAGE001
。
假设利用VR-Net半实物网络仿真平台、卫星工具箱软件和基于C++/QT、OSG/ OSGEarth开发工具开发的平台等软件进行仿真时，其生成的特定低轨卫星的差分取值轨迹 坐标对应的世界坐标为
Figure 757586DEST_PATH_IMAGE007
，对应的
Figure 163290DEST_PATH_IMAGE008
为全景波束的照射角度，
Figure 650903DEST_PATH_IMAGE009
为全景波束的所 在直径的照射波束的数量，则获得照射波束的母线长度为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
。
需要说明的是，假设在利用VR-Net半实物网络仿真平台、卫星工具箱软件和基于C++/QT、OSG/OSGEarth开发工具开发的平台等软件进行仿真时，根据仿真运行时特定低轨卫星的差分取值的轨迹坐标与中继卫星之间的距离和差分取值坐标与低轨定卫星初始坐标之间的距离获得仿真运行时特定低轨卫星的差分取值的轨迹坐标与中继卫星和低轨卫星的初始坐标连线之间的偏离角，其定义为：
Figure DEST_PATH_IMAGE022
仿真过程中，中继卫星和低轨卫星的初始位置坐标点预先确定，低轨卫星在仿真运行过程中的坐标点实时更的，由这三个点的坐标可求出其偏离夹角。仿真开始时，预先生成三个波束组，每个波束组由多个波束组成，其他圆锥波束是指在照射波束所在的波束组中的之外的波束；根据预先设定的照射范围、照射数量和照射角度确定圆锥形波束。
需要说明的是，利用VR-Net半实物网络仿真平台、卫星工具箱软件和基于C++/QT、 OSG/OSGEarth开发工具开发的平台等软件进行仿真时，根据仿真运行时
Figure 391326DEST_PATH_IMAGE011
与
Figure 497954DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 148378DEST_PATH_IMAGE008
的大小 比较实时切换特定低轨卫星的照射波束，以达到对低轨卫星的实时跟踪照射。三者的关系 可以给过下公确定：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；
本申请提供了一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法，如图3所示，该方法包括：
步骤305，获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；
步骤310，根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真。
相应地，本申请提供了本申请提供了一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真装置，如图4所示，该装置包括：获取模块，用于获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；仿真模块，用于根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真。
以上所述仅为本申请的较佳实施方式而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真方法，其特征在于，该方法包括：
获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；
根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真；
根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真包括：
根据中继卫星坐标和低轨卫星初始轨迹坐标确定中继卫星和低轨卫星之间距离；
根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围；
根据照射波束的照射范围、全景波束所在直径的照射波束数量和全景波束的照射角确定全景波束；
根据仿真过程差分取值轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与低轨卫星初始轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线的偏离夹角，业务传输完成轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与低轨卫星初始轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线的偏离夹角，仿真过程差分取值轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，以及业务传输完成轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，实时跟踪低轨卫星。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，中继卫星数据包括中继卫星坐标，低轨卫星太阳同步轨道坐标数据包括低轨卫星初始轨迹坐标、仿真过程差分取值轨迹坐标以及业务传输完成轨迹坐标。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围包括：
根据
Figure 920156DEST_PATH_IMAGE001
获得照射波束的照射范围，其中
Figure 966609DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure 748621DEST_PATH_IMAGE003
为低轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 589538DEST_PATH_IMAGE004
为中继卫星与低轨卫星之间连线与圆锥波束母线的夹角，
Figure 692885DEST_PATH_IMAGE005
为照射波束的底面半径。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围还包括：
根据
Figure 277450DEST_PATH_IMAGE006
获得照射波束的母线长度，
Figure 648389DEST_PATH_IMAGE007
为低轨卫星的仿真过程差分取值轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 660207DEST_PATH_IMAGE008
为全景波束的照射角度，
Figure 280544DEST_PATH_IMAGE009
为全景波束的所在直径的照射波束的数量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间的距离以及仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离；
根据仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间的距离和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线和低轨卫星的初始轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线的偏离夹角。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间的距离和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线和低轨卫星的初始轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线的偏离夹角包括：
根据
Figure 668800DEST_PATH_IMAGE010
确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线和低轨卫星的初始轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线的偏离夹角，其中
Figure 673008DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure 386886DEST_PATH_IMAGE003
为低轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 556836DEST_PATH_IMAGE007
为仿真过程差分取值轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 46986DEST_PATH_IMAGE011
为偏离夹角。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真还包括：
根据
Figure 720413DEST_PATH_IMAGE011
与
Figure 434553DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 560641DEST_PATH_IMAGE008
的大小关系实时切换低轨卫星的照射波束，以实现对低轨卫星的实时跟踪照射。
8.一种卫星通信网络中波束动态跟踪仿真装置，其特征在于，该装置包括：
获取模块，用于获取与卫星通信业务类型对应的中继卫星坐标数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据；
仿真模块，用于根据中继卫星数据以及低轨卫星太阳同步轨道坐标数据进行波束动态跟踪仿真；
仿真模块还用于根据中继卫星坐标和低轨卫星初始轨迹坐标确定中继卫星和低轨卫星之间距离；根据中继卫星坐标与低轨卫星初始轨迹坐标之间连线与圆锥波束母线的夹角确定波束的照射范围；根据照射波束的照射范围、全景波束所在直径的照射波束数量和全景波束的照射角确定全景波束；根据仿真过程差分取值轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与低轨卫星初始轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线的偏离夹角，业务传输完成轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与低轨卫星初始轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线的偏离夹角，仿真过程差分取值轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，以及业务传输完成轨迹坐标和中继卫星坐标之间连线与全景波束中其他圆锥波束的中轴线的夹角，实时跟踪低轨卫星。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，中继卫星数据包括中继卫星坐标，低轨卫星太阳同步轨道坐标数据包括低轨卫星初始轨迹坐标、仿真过程差分取值轨迹坐标以及业务传输完成轨迹坐标。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，仿真模块还用于根据
Figure 556279DEST_PATH_IMAGE001
获得照射波束的照射范围，其中
Figure 523360DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure 579041DEST_PATH_IMAGE003
为低轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 864528DEST_PATH_IMAGE004
为中继卫星与低轨卫星之间连线与圆锥波束母线的夹角，
Figure 929436DEST_PATH_IMAGE005
为照射波束的底面半径。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，仿真模块还用于根据
Figure 249559DEST_PATH_IMAGE006
获得照射波束的母线长度，
Figure 712027DEST_PATH_IMAGE007
为低轨卫星的仿真过程差分取值轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 750390DEST_PATH_IMAGE008
为全景波束的照射角度，
Figure 150147DEST_PATH_IMAGE009
为全景波束的所在直径的照射波束的数量。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，仿真模块还用于确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间的距离以及仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离；根据仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间的距离和仿真过程差分取值轨迹坐标与低轨卫星初始坐标之间的距离确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线和低轨卫星的初始轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线的偏离夹角。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，仿真模块还用于根据
Figure 154138DEST_PATH_IMAGE010
确定仿真过程差分取值轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线和低轨卫星的初始轨迹坐标与中继卫星坐标之间连线的偏离夹角，其中
Figure 613938DEST_PATH_IMAGE002
为中继卫星坐标对应的世界坐标，
Figure 405176DEST_PATH_IMAGE003
为低轨卫星的初始轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 313352DEST_PATH_IMAGE007
为仿真过程差分取值轨迹坐标对应的世界坐标，
Figure 342488DEST_PATH_IMAGE011
为偏离夹角。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，仿真模块还用于根据
Figure 379714DEST_PATH_IMAGE011
与
Figure 392669DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 337492DEST_PATH_IMAGE012
的大小关系实时切换低轨卫星的照射波束，以实现对低轨卫星的实时跟踪照射。
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