本發(fā)明屬于衛(wèi)星系統(tǒng)間兼容性分析，尤其涉及一種面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)wrc?23大會(huì)星間鏈路新增頻率劃分議題的研究成果，需要向地球回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星，可在18.1-18.6ghz、18.8-20.2ghz和27.5-30ghz頻段通過星間鏈路(即高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路)將數(shù)據(jù)傳輸至gso衛(wèi)星或高于其軌道高度的ngso衛(wèi)星，通過gso衛(wèi)星或高于其軌道高度的ngso衛(wèi)星將數(shù)據(jù)回傳至地面，并初步確定了該鏈路的限制條件。該星間鏈路的增加可極大的解決我國(guó)低軌監(jiān)測(cè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)回傳率低、高軌衛(wèi)星資源使用率低的問題，但在應(yīng)用該鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需要保證不會(huì)對(duì)現(xiàn)有業(yè)務(wù)造成干擾，因此在申報(bào)、協(xié)調(diào)過程中需要與現(xiàn)有業(yè)務(wù)(比如ngso衛(wèi)星的fss業(yè)務(wù))進(jìn)行大量的兼容性分析，確保不會(huì)對(duì)該頻段的現(xiàn)有業(yè)務(wù)造成干擾，以支撐高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路與現(xiàn)有業(yè)務(wù)間的協(xié)調(diào)。但由于需回傳數(shù)據(jù)的低軌星座規(guī)模大、需協(xié)調(diào)的同頻業(yè)務(wù)數(shù)量多、干擾場(chǎng)景復(fù)雜，而傳統(tǒng)的單點(diǎn)逐步推演計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)，無(wú)法滿足干擾分析的時(shí)效性需求，因此亟需研究一種高效的高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)需回傳數(shù)據(jù)的低軌星座規(guī)模大、需協(xié)調(diào)的同頻業(yè)務(wù)數(shù)量多，造成高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路與現(xiàn)有業(yè)務(wù)間的干擾場(chǎng)景復(fù)雜且干擾分析計(jì)算量較大，傳統(tǒng)單點(diǎn)推演計(jì)算方式計(jì)算復(fù)雜度較高，無(wú)法滿足當(dāng)前干擾計(jì)算時(shí)效性要求的問題；本發(fā)明提出一種面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方案。

2、本發(fā)明第一方面提出一種面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方法。所述方法包括：通過構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路等效選擇模型和星地鏈路等效選擇模型，來(lái)構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路干擾等效計(jì)算模型，并通過計(jì)算得到高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的集總干擾。

3、根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法，構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路等效選擇模型具體包括：

4、根據(jù)需回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星軌道參數(shù)、gso衛(wèi)星位置信息、gso衛(wèi)星波束信息，計(jì)算gso衛(wèi)星波束范圍內(nèi)ngso衛(wèi)星可能出現(xiàn)的位置區(qū)域，并將其劃分為多個(gè)子區(qū)域，子區(qū)域的大小由干擾值誤差的可接受范圍確定；

5、計(jì)算ngso衛(wèi)星在特定空域的出現(xiàn)概率，該特定區(qū)域指劃分的子區(qū)域：

6、

7、其中，m為需回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星總數(shù)，b為特定空域的球面積，單位為rad2，α為ngso衛(wèi)星軌跡與特定空域中心緯度線的夾角，n為特定空域中心的緯度；

8、基于ngso衛(wèi)星在各子區(qū)域的出現(xiàn)概率、gso衛(wèi)星的波束覆蓋情況以及建鏈策略進(jìn)行鏈路選擇，獲得各子區(qū)域中ngso衛(wèi)星與gso衛(wèi)星間建立高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的概率。

9、根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法，星地鏈路指在18.1-18.6ghz、18.8-20.2ghz和27.5-30ghz頻段的ngso衛(wèi)星fss業(yè)務(wù)鏈路；構(gòu)建星地鏈路等效選擇模型具體包括：

10、根據(jù)ngso衛(wèi)星fss業(yè)務(wù)地面站與衛(wèi)星間的可見仰角，計(jì)算地面站的可視范圍，并將可視范圍劃分為若干子區(qū)域；

11、計(jì)算特定軌道ngso衛(wèi)星在特定空域的出現(xiàn)概率，該特定區(qū)域指可視范圍經(jīng)劃分后的子區(qū)域：

12、

13、其中，m為ngso星座衛(wèi)星總數(shù)；b為特定空域的球面積，單位為rad2；α為衛(wèi)星軌跡與特定空域中心緯度線的夾角；n為特定空域中心的緯度；

14、基于衛(wèi)星在各子區(qū)域的出現(xiàn)概率以及選星策略進(jìn)行鏈路選擇，獲得建鏈衛(wèi)星在可視子區(qū)域的出現(xiàn)概率。

15、根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法，構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路干擾等效計(jì)算模型具體包括：

16、基于干擾星座與被干擾星座的星歷進(jìn)行軌道推演；其中，干擾星座指需構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星所構(gòu)成的星座，被干擾星座指在18.1-18.6ghz、18.8-20.2ghz和27.5-30ghz頻段提供fss業(yè)務(wù)的ngso衛(wèi)星所構(gòu)成的星座；

17、在地球表面對(duì)被干擾系統(tǒng)的地面站位置進(jìn)行遍歷，遍歷范圍為(-180°～180°，-90°～90°)，遍歷步長(zhǎng)0.1°；

18、基于所推演的軌道計(jì)算每個(gè)被干擾系統(tǒng)的地面站視場(chǎng)內(nèi)被干擾ngso衛(wèi)星的空間分布特性；

19、計(jì)算當(dāng)前選星策略下視場(chǎng)內(nèi)每個(gè)子區(qū)域中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率；

20、對(duì)gso衛(wèi)星位置進(jìn)行遍歷，遍歷范圍為(-180°～180)，遍歷步長(zhǎng)0.1°；

21、基于所推演的軌道計(jì)算每個(gè)gso衛(wèi)星波束覆蓋范圍內(nèi)干擾ngso衛(wèi)星的空間分布特性；

22、計(jì)算當(dāng)前高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路建鏈策略下視場(chǎng)內(nèi)每個(gè)子區(qū)域中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率；

23、逐點(diǎn)計(jì)算每一時(shí)刻的干擾情況，得到該被干擾地面站的最差干擾情況；

24、判斷干擾系統(tǒng)gso衛(wèi)星位置是否已遍歷結(jié)束；

25、若已結(jié)束，則判斷被干擾系統(tǒng)地面站位置是否已遍歷結(jié)束；

26、若已結(jié)束，則計(jì)算合計(jì)增益等效因子：

27、

28、其中，pir(t)為在地球表面的任意位置i上，接收機(jī)在時(shí)間t接收到的干擾功率，pmax為源自任何一個(gè)干擾衛(wèi)星的最大信號(hào)發(fā)射功率；

29、若未遍歷結(jié)束，則在地球表面重新對(duì)被干擾系統(tǒng)的地面站位置進(jìn)行遍歷；

30、若未遍歷結(jié)束，則重新對(duì)gso衛(wèi)星位置進(jìn)行遍歷。

31、根據(jù)本發(fā)明第一方面的方法，通過計(jì)算得到高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的集總干擾具體包括：

32、根據(jù)干擾系統(tǒng)gso衛(wèi)星位置與被干擾系統(tǒng)地面站位置，讀取gso衛(wèi)星波束范圍內(nèi)各子空間中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率以及地面站視場(chǎng)各子空間中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率，并完成高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路與星地通信鏈路的構(gòu)建；

33、根據(jù)建鏈情況確定被干擾系統(tǒng)可能受到的干擾數(shù)量n；

34、根據(jù)干擾系統(tǒng)的發(fā)射功率以及合計(jì)增益等效因子求取n條干擾鏈路的單入干擾；

35、計(jì)算n條干擾鏈路的集總干擾：

36、

37、計(jì)算集總干擾的cdf曲線。

38、本發(fā)明第二方面提出一種面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效裝置。所述裝置包括處理單元，所述處理單元被配置為：通過構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路等效選擇模型和星地鏈路等效選擇模型，來(lái)構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路干擾等效計(jì)算模型，并通過計(jì)算得到高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的集總干擾。

39、根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置，構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路等效選擇模型具體包括：

40、根據(jù)需回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星軌道參數(shù)、gso衛(wèi)星位置信息、gso衛(wèi)星波束信息，計(jì)算gso衛(wèi)星波束范圍內(nèi)ngso衛(wèi)星可能出現(xiàn)的位置區(qū)域，并將其劃分為多個(gè)子區(qū)域，子區(qū)域的大小由干擾值誤差的可接受范圍確定；

41、計(jì)算ngso衛(wèi)星在特定空域的出現(xiàn)概率，該特定區(qū)域指劃分的子區(qū)域：

42、

43、其中，m為需回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星總數(shù)，b為特定空域的球面積，單位為rad2，α為ngso衛(wèi)星軌跡與特定空域中心緯度線的夾角，n為特定空域中心的緯度；

44、基于ngso衛(wèi)星在各子區(qū)域的出現(xiàn)概率、gso衛(wèi)星的波束覆蓋情況以及建鏈策略進(jìn)行鏈路選擇，獲得各子區(qū)域中ngso衛(wèi)星與gso衛(wèi)星間建立高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的概率。

45、根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置，星地鏈路指在18.1-18.6ghz、18.8-20.2ghz和27.5-30ghz頻段的ngso衛(wèi)星fss業(yè)務(wù)鏈路；構(gòu)建星地鏈路等效選擇模型具體包括：

46、根據(jù)ngso衛(wèi)星fss業(yè)務(wù)地面站與衛(wèi)星間的可見仰角，計(jì)算地面站的可視范圍，并將可視范圍劃分為若干子區(qū)域；

47、計(jì)算特定軌道ngso衛(wèi)星在特定空域的出現(xiàn)概率，該特定區(qū)域指可視范圍經(jīng)劃分后的子區(qū)域：

48、

49、其中，m為ngso星座衛(wèi)星總數(shù)；b為特定空域的球面積，單位為rad2；α為衛(wèi)星軌跡與特定空域中心緯度線的夾角；n為特定空域中心的緯度；

50、基于衛(wèi)星在各子區(qū)域的出現(xiàn)概率以及選星策略進(jìn)行鏈路選擇，獲得建鏈衛(wèi)星在可視子區(qū)域的出現(xiàn)概率。

51、根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置，構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路干擾等效計(jì)算模型具體包括：

52、基于干擾星座與被干擾星座的星歷進(jìn)行軌道推演；其中，干擾星座指需構(gòu)建高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路回傳數(shù)據(jù)的ngso衛(wèi)星所構(gòu)成的星座，被干擾星座指在18.1-18.6ghz、18.8-20.2ghz和27.5-30ghz頻段提供fss業(yè)務(wù)的ngso衛(wèi)星所構(gòu)成的星座；

53、在地球表面對(duì)被干擾系統(tǒng)的地面站位置進(jìn)行遍歷，遍歷范圍為(-180°～180°，-90°～90°)，遍歷步長(zhǎng)0.1°；

54、基于所推演的軌道計(jì)算每個(gè)被干擾系統(tǒng)的地面站視場(chǎng)內(nèi)被干擾ngso衛(wèi)星的空間分布特性；

55、計(jì)算當(dāng)前選星策略下視場(chǎng)內(nèi)每個(gè)子區(qū)域中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率；

56、對(duì)gso衛(wèi)星位置進(jìn)行遍歷，遍歷范圍為(-180°～180)，遍歷步長(zhǎng)0.1°；

57、基于所推演的軌道計(jì)算每個(gè)gso衛(wèi)星波束覆蓋范圍內(nèi)干擾ngso衛(wèi)星的空間分布特性；

58、計(jì)算當(dāng)前高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路建鏈策略下視場(chǎng)內(nèi)每個(gè)子區(qū)域中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率；

59、逐點(diǎn)計(jì)算每一時(shí)刻的干擾情況，得到該被干擾地面站的最差干擾情況；

60、判斷干擾系統(tǒng)gso衛(wèi)星位置是否已遍歷結(jié)束；

61、若已結(jié)束，則判斷被干擾系統(tǒng)地面站位置是否已遍歷結(jié)束；

62、若已結(jié)束，則計(jì)算合計(jì)增益等效因子：

63、

64、其中，pir(t)為在地球表面的任意位置i上，接收機(jī)在時(shí)間t接收到的干擾功率，pmax為源自任何一個(gè)干擾衛(wèi)星的最大信號(hào)發(fā)射功率；

65、若未遍歷結(jié)束，則在地球表面重新對(duì)被干擾系統(tǒng)的地面站位置進(jìn)行遍歷；

66、若未遍歷結(jié)束，則重新對(duì)gso衛(wèi)星位置進(jìn)行遍歷。

67、根據(jù)本發(fā)明第二方面的裝置，通過計(jì)算得到高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的集總干擾具體包括：

68、根據(jù)干擾系統(tǒng)gso衛(wèi)星位置與被干擾系統(tǒng)地面站位置，讀取gso衛(wèi)星波束范圍內(nèi)各子空間中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率以及地面站視場(chǎng)各子空間中建鏈衛(wèi)星的出現(xiàn)概率，并完成高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路與星地通信鏈路的構(gòu)建；

69、根據(jù)建鏈情況確定被干擾系統(tǒng)可能受到的干擾數(shù)量n；

70、根據(jù)干擾系統(tǒng)的發(fā)射功率以及合計(jì)增益等效因子求取n條干擾鏈路的單入干擾；

71、計(jì)算n條干擾鏈路的集總干擾：

72、

73、計(jì)算集總干擾的cdf曲線。

74、本發(fā)明第三方面公開了一種電子設(shè)備。電子設(shè)備包括存儲(chǔ)器和處理器，存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)，實(shí)現(xiàn)本公開一種面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方法中的步驟。

75、本發(fā)明第四方面公開了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)本公開一種面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方法中的步驟。

76、綜上，本發(fā)明的技術(shù)方案針對(duì)高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路干擾計(jì)算中的算法復(fù)雜度優(yōu)化問題，提出了面向高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路的干擾計(jì)算等效方法，在鏈路選擇方面，利用地面站與gso衛(wèi)星視場(chǎng)內(nèi)衛(wèi)星空間分布特性，建立了星座鏈路選擇等效模型與高低軌道間衛(wèi)星通信鏈路選擇等效模型，減少了鏈路選擇的計(jì)算量；在單鏈路干擾計(jì)算方面，針對(duì)天線增益、傳播損耗、極化隔離系數(shù)等參量的復(fù)雜計(jì)算，提出了巨型星座合計(jì)增益等效因子，降低單鏈路干擾計(jì)算復(fù)雜度。