CN116980029B - 卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及卫星测控技术领域，提供一种卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质，解决了现有技术中测控过程中信号质量的监测不够准确的技术问题。其中，该卫星测控链路信号质量监测的方法包括：获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
Description
技术领域
本发明涉及卫星测控技术领域，特别是涉及一种卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质。
背景技术
按照国际电信联盟（ITU）定义的电信基本术语，无线线路（或称无线链路）是指由无线电发信机和无线电收信机提供的信道。卫星通信链路是无线链路中的一种，其基本组成是由一个地球站发射机到卫星转发器的上行链路，和卫星转发器到另一地球站接收机的下行链路。
由于从地球站发射的微波功率，经自由空间传播到卫星接收天线的过程，和从卫星转发器变频、放大后，经自由空间传播到接收地球站的过程，信号功率会有许多衰减，再加上卫星和地球站的接收系统又存在内部和外部噪声以及其他干扰，因此，决定一条卫星链路传输质量的主要指标是C/N（同一带宽下的平均射频载波功率c与噪声功率n之比称为载波噪声比）或Eb/N0（链路的每比特能量Eb和噪声功率谱密度N0之比）。
现有的技术通常是目前卫星测控任务开始前计算链路余量，测控任务过程中基带对信号进行解调反馈Eb/N0，用于监测信号质量。由于现有的链路余量计算，个别变量（星上功率、星地距离等）都取定值，实际在卫星过境时，这些量都是动态变化的，链路余量及信号质量也是动态变化的，导致监测结果不够准确。另外，目前只能通过频谱仪或者基带对接收信号频谱特性对Eb/N0做过程监测，没有一个孪生的模型输出信号质量曲线做参考，所以在出现异常时故障定位花费时间较长。
发明内容
本发明的目的是提供一种卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质，用于解决现有技术中测控过程中信号质量的监测不够准确的技术问题。
为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种卫星测控链路信号质量监测的方法，包括以下步骤：
获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；
根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；
对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；
根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
进一步的，所述根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离，包括：
调用预设天文计算库；
根据所述预设天文计算库加载的卫星TLE数据、观测站经纬度、时间范围设定，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离。
进一步的，所述调用预设天文计算库，包括：使用Python调用天文计算库Ephemeris。
进一步的，所述对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据，包括以下步骤：
对星上天线方向图做数据提取处理，以获得散点增益数据；
对所述散点增益数据在卫星对地面站夹角范围内做三阶样条插值，以获得多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值。
进一步的，所述对星上天线方向图做数据提取处理，包括：通过图片数据处理软件Engauge对星上天线方向图做数据提取处理。
进一步的，所述根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比，包括：
根据所述基础参数和所述过境天线增益值，通过计算获得等效全向辐射功率；
根据所述基础参数和所述等效全向辐射功率，通过计算获得所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比；
根据所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比，通过计算获得卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比。
进一步的，所述基础参数至少包括：星上天线功率、工作频率、码速率和地面站接收系统的品质因数。
作为本发明的第二个方面，提供了一种卫星测控链路信号质量监测的装置，包括：
第一获取模块，用于获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；
获得模块，用于根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；
处理模块，用于对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；
第二获取模块，用于根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
作为本发明的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述第一方面中任一项所述的方法。
作为本发明的第四个方面，本发明提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的方法。
本发明的有益效果是：
本发明通过设计全新的链路信号质量监测算法，将现有监测技术中星地距离取定值改为整个过境时段的动态变化数值，更符合卫星实际运行状况，监测后结果更为准确，解决了现有技术中测控过程中信号质量的监测不够准确的技术问题。
附图说明
图1示意性示出了一种卫星测控链路信号质量监测的方法步骤示意图；
图2示意性示出了一实际的星上天线方向图；
图3示意性示出了一球体坐标系；
图4示意性示出了星上天线方向图部分散点增益数据；
图5示意性示出了图4中数据做三阶样条插值；
图6示意性示出了插值后的量化数据格式；
图7-1示意性示出了计算出的卫星的方位角输出图示；
图7-2示意性示出了计算出的俯仰角输出图示；
图7-3示意性示出了计算出的星地距离输出图示；
图7-4示意性示出了计算出的卫星对地面站夹角输出图示；
图8示意性示出了输出的仿真结果图示：图8-1为星上天线方向图部分散点增益数据；图8-2为图8-1中的数据做三阶样条插值；图8-3为卫星过境过程中卫星方位角；图8-4为卫星过境过程中卫星俯仰角；图8-5为卫星过境过程中卫星轨道高度；图8-6为卫星过境过程中星地距离；图8-7为卫星过境过程中卫星对地面站夹角；图8-8为卫星过境过程中Eb/N0；
图9示意性示出了卫星测控链路信号质量监测的装置框图；
图10示意性示出了一种电子设备的框图；
图11示意性示出了一种计算机可读介质的框图。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本申请概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。
本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。
根据本发明的第一个具体实施方式，本发明提供一种基于卫星指令的数据测试方法，如图1所示，包括以下步骤：
S11，获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据。
进一步的，所述基础参数至少包括：星上天线功率、工作频率、码速率和地面站接收系统的品质因数。其中，地面站接收系统的品质因数即为G/T值，G为接收天线增益，T为表示接收系统噪声性能的等效噪声温度。G/T值越大，说明地面站接收系统的性能越好。
所述卫星过境星历数据可以包括卫星TLE数据、观测站经纬度、时间范围设定等数据。
S12，根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离。
进一步的，所述根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离，可以包括以下步骤：
S121，调用预设天文计算库；
S122，根据所述预设天文计算库加载的卫星TLE数据、观测站经纬度、时间范围设定，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离。
其中，所述预设天文计算库可以是Ephemeris。进一步的，所述调用预设天文计算库包括：使用Python调用天文计算库Ephemeris。也就是说，可以使用Python调用天文计算库Ephemeris，根据加载的卫星TLE数据、观测站经纬度、时间范围设定等，可做出过境预报。而通过这一环节，可得出卫星对地面站夹角，也就是天线方向图中的θ角，以及对应于卫星对地面站夹角的星地距离（后面计算链路损耗）。
S13，对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据。
其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值。
进一步的，所述对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据，包括以下步骤：
S131，对星上天线方向图做数据提取处理，以获得散点增益数据。
请参照图2，图2为一实际的星上天线方向图示例。图2中的0°、45°、90°、135°为切面测试时选取的角度，步进45°。星上天线方向图是基于球体坐标系，球体坐标系如图3所示。在图3所示球体坐标系中，横坐标为θ角，右上角为φ角。
进一步的，所述对星上天线方向图做数据提取处理，包括：通过图片数据处理软件Engauge对星上天线方向图做数据提取处理，获得部分散点增益数据。部分散点增益数据可以是如图4所示。
S132，对所述散点增益数据在卫星对地面站夹角范围内做三阶样条插值，以获得多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值。
以如图4所示的部分散点增益数据为例，所取数据在θ角范围内做如图5所示的三阶样条插值，可以获得多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值，也就是量化数据。量化数据可以是如图6所示。
接着以卫星过境星历数据为例说明卫星对地面站夹角和对应的星地距离的获得图示，对于某一卫星，假设卫星TLE数据如下：
XXXX NEO-2 01
1 53128U 22082A 23148.85997097 .00007138 00000+0 29305-3 0 9995
2 53128 97.3938 157.5160 0001735 90.6827 269.4609 15.24518344 48288
计算2023/05/29 00：00：00~2023/05/29 01：00：00时间范围内，如果有卫星过境，则计算出的卫星的方位角输出图示为图7-1、俯仰角输出图示为图7-2、星地距离输出图示为图7-3和卫星对地面站夹角输出图示为图7-4。
S14，根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比。
其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
进一步的，所述根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比，包括以下步骤：
S141，根据所述基础参数和所述过境天线增益值，通过计算获得等效全向辐射功率；
S142，通过计算获得所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比；
S143，根据所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比，通过计算获得卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比。
等效全向辐射功率英文简称EIRP，为星上天线功率（P）和该天线增益（G）的乘积。星上天线功率（P）由所述基础参数中获得，天线增益（G）由步骤S13获得。然后，根据所述基础参数和所述等效全向辐射功率，通过链路方程计算获得所述同一带宽下的平均射频载波功率C和噪声功率谱密度N0，再根据Eb/N0与C/N0存在码速率差值关系求解Eb/N0。
链路方程如下所示：
其中，LFS和L0分别是指空间衰减和其余损耗。
Eb/N0与C/N0之间的关系式为：
其中，Rb指数据传输速率。
接下来通过一组仿真参数和仿真结果图进行说明：
卫星天线仿真参数：载波频率F为8.15 GHz、发射机功率P为30 dBm、传输速率Rb为4 Mbps；
地面站仿真参数（均为7.5m站）：G/T 值为32 dB/K；
其他参数：指向误差为0.5dB、编码增益为1dB、解码/译码损耗为0.5dB、玻尔兹曼常数K为-228.6 (dBW/HzK)。
本申请人根据上述的仿真参数进行仿真后输出的仿真结果如图8所示。图8包括图8-1、图8-2、图8-3、图8-4、图8-4、图8-5、图8-6、图8-7和图8-8。其中，图8-1为星上天线方向图部分散点增益数据，横坐标为角，表示各个夹角下星上天线功率分布，图8-2为图8-1中的数据做三阶样条插值，图8-3、图8-4、图8-5、图8-6、图8-7和图8-8为依次显示卫星过境过程中卫星方位角、俯仰角、轨道高度、星地距离、卫星对地面站夹角和Eb/N0，横坐标为过境时间T。为了方便比对，集中在一张图中。
本发明通过设计一个新的信号质量监测算法，该算法可以进行数学建模，模型可适应不同星及地面设备，初始化设置星上及地面设备参数后，数据驱动模型，模型输出反映物理链路特性，具备了数字孪生功能，即可以用于数字孪生系统建设，目的是通过模型反馈接收信号信噪比，与基带侧接收的信噪比进行误差监测，分别从卫星、链路、地面接收设备排查误差源，从而使模型对实际系统有参考指引作用。
另外，本发明将工程领域应用较多的经验公式优化为数学模型，由于对星上天线方向图数据提取及插值，可以构建出完整的星上天线EIRP和对地夹角的关系，进而输出信号质量特性曲线，作为任务过程中的参考。
根据本发明的第二个具体实施方式，本发明提供一种卫星测控链路信号质量监测的装置，采用第一个具体实施方式的方法，如图9所示，该卫星测控链路信号质量监测的装置300包括：
第一获取模块310，用于获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；
获得模块320，用于根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；
处理模块330，用于对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；
第二获取模块340，用于根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
根据本发明的第三个具体实施方式，本发明提供一种电子设备，如图10所示，图10是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。
下面参照图10来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备800。图10显示的电子设备800仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图10所示，电子设备800以通用计算设备的形式表现。电子设备800的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元810、至少一个存储单元820、连接不同系统组件（包括存储单元820和处理单元810）的总线830、显示单元840等。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元810执行，使得所述处理单元810执行本说明书中描述的根据本申请各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元810可以执行如图1中所示的步骤。
所述存储单元820可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（RAM）8201和/或高速缓存存储单元8202，还可以进一步包括只读存储单元（ROM）8203。
所述存储单元820还可以包括具有一组（至少一个）程序模块8205的程序/实用工具8204，这样的程序模块8205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线830可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备800也可以与一个或多个外部设备800（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，使得用户能与该电子设备800交互的设备通信，和/或该电子设备800能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口850进行。并且，电子设备800还可以通过网络适配器860与一个或者多个网络（例如局域网（LAN），广域网（WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。网络适配器860可以通过总线830与电子设备800的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备800使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。
因此，根据本发明的第四个具体实施方式，本发明提供一种计算机可读介质。如图11所示，根据本发明实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行根据本发明实施方式的上述方法。
所述软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
所述计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网（LAN）或广域网（WAN），连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备（例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接）。
上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该计算机可读介质实现如下功能：获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等）执行根据本发明实施例的方法。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；
根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；
对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；
根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
2.根据权利要求1所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离，包括：
调用预设天文计算库；
根据所述预设天文计算库加载的卫星TLE数据、观测站经纬度、时间范围设定，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离。
3.根据权利要求2所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述调用预设天文计算库，包括：使用Python调用天文计算库Ephemeris。
4.根据权利要求1所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据，包括以下步骤：
对星上天线方向图做数据提取处理，以获得散点增益数据；
对所述散点增益数据在卫星对地面站夹角范围内做三阶样条插值，以获得多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值。
5.根据权利要求4所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述对星上天线方向图做数据提取处理，包括：通过图片数据处理软件Engauge对星上天线方向图做数据提取处理。
6.根据权利要求1所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比，包括：
根据所述基础参数和所述过境天线增益值，通过计算获得等效全向辐射功率；
根据所述基础参数和所述等效全向辐射功率，通过计算获得同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比；
根据所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比，通过计算获得卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述基础参数至少包括：星上天线功率、工作频率、码速率和地面站接收系统的品质因数。
8.一种卫星测控链路信号质量监测的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；
获得模块，用于根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；
处理模块，用于对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；
第二获取模块，用于根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。
10.一种计算机可读介质，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1-7中任一所述的方法。
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| US10594535B2 (en) * | 2018-05-29 | 2020-03-17 | Hughes Network Systems, LLC. | System and method for extracting satellite to ground link quality using satellite telemetry signal and low complexity receiver |
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Patent Citations (2)
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