使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本申请提供一种使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法、装置和电子设备，其中，使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法，包括：控制多台无人机从目标地理范围的初始位置开始飞行，其中，初始位置位于目标地理范围的边界上多个方位；在飞行过程中，搜索目标信号，并对多台无人机的飞行路径进行调整，采用优化的组合定位算法确定Ka频段卫星终端的位置。采用本申请，可提高查找卫星终端的效率和精度。提高查找卫星终端的效率和精度。提高查找卫星终端的效率和精度。

【技术实现步骤摘要】
使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法、装置和电子设备


[0001]本申请涉及通信
，尤其涉及一种使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]当前，互联网卫星星座发展迅速，其覆盖全球的通信网络已初具规模。与传统通信依赖地面基站相比，依靠星间链通信技术的卫星网络传输节点不受地面约束，脱离监管，再加上卫星用户终端体积小、上行波束窄，给信息安全带来严重威胁。
[0003]另一方面随着无人机技术的日渐成熟，无人机等升空平台搭载监测载荷已成为当前无线电监测发展的重要方向和有力补充。然而非静止轨道互联网卫星终端与传统卫星终端的空间辐射特性存在较大差异，目前缺乏相关终端查找经验，且升空平台查找互联网卫星终端的优势尚无量化的实验论证，尤其是Ka及以上频段的轻型无人机监测系统也无成熟的产品和解决方案。
[0004]卫星终端监测定位的主要问题是：卫星终端的定向波束指向通信卫星，与地面形成偏轴角，采用地面监测方式大多时候只能监测到其旁瓣信号，相对于波束中心信号强度，旁瓣信号十分微弱，依靠地面车载移动式监测接收到卫星终端的上行发射信号的概率极低，且卫星终端新产品设计功耗越来越小，天线旁瓣抑制越来越好，通过传统地面监测设备来查找卫星终端的技术难度也就越高。
[0005]目前较为可行的办法是借助无人机等升空平台搭载无线电监测设备，扩大有效监测覆盖范围以实现对终端的快速搜测。尽管升空平台具备高程优势，但是现有的定位方法相对较为单一，具有一定的局限性，目前关于无源定位的技术主要有到达角、基于接收信号强度以及时差定位，常用的到达角测向主要有比幅法和相关干涉仪，比幅法要求飞机旋转一周才能给出示向度，然而对于短时猝发信号，通常很难给出示向线，相关干涉仪对硬件要求较高，对于升空平台的安全性和操控性是比较大的挑战，基于接收信号强度的定位结果需要至少3台无人机才可得到定位坐标，且这两种测向定位算法对于多径传播的链路存在较大误差，而时差定位受限于无人机编队的几何构型，当目标辐射源位于无人机编队的内部时，定位精度较高，然而在未知目标位置的忙搜索过程中，初始化的位置很难碰巧能够对目标形成包围之势。
[0006]目前关于无人机编队任务等已有的研究多是针对既定目标开展的航迹路线规划和限定区域内的目标定位，对于在较大区域范围内未知目标的盲搜测应用场景，如何设计无人机编队飞行模式以及在何种情境下选择何种定位方法，如何提高查找卫星终端的效率，目前尚未出有效的解决方案。

技术实现思路

[0007]鉴于上述问题，本申请提供了一种使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法、装置和电子设备。
[0008]根据本申请的一方面，提供了一种使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法，包括：
[0009]控制多台无人机从目标地理范围的初始位置开始飞行，其中，初始位置位于目标地理范围的边界上多个方位；
[0010]在飞行过程中，搜索目标信号，按照以下方式确定多台无人机的飞行路径和Ka频段卫星终端的位置：
[0011]当多台无人机均未接收到目标信号时，控制多台无人机向目标地理范围的几何重心飞行；
[0012]当多台无人机中一台无人机接收到目标信号时，以接收到目标信号的无人机的位置为原点，控制多台无人机中除接收到目标信号的无人机外的其他无人机向所述原点飞行；
[0013]当多台无人机中两台无人机接收到目标信号且具备测向条件时，基于到达角交会定位法确定Ka频段卫星终端的第一位置，控制多台无人机中除接收到目标信号的两台无人机外的其他无人机向所述第一位置飞行；
[0014]当多台无人机中两台无人机接收到目标信号且不具备测向条件，控制多台无人机中除接收到所述目标信号的两台无人机外的其他无人机，向接收到目标信号的两台无人机的中点飞行；
[0015]当多台无人机中至少三台无人机接收到所述目标信号，确定Ka频段卫星终端的第二位置；
[0016]当第二位置在接收到目标信号的至少三台无人机的几何构型的外部时，控制接收到目标信号的至少三台无人机中的至少一台无人机飞行，以使第二位置在几何构型的内部；
[0017]当第二位置在接收到目标信号的至少三台无人机的几何构型的内部时，确定Ka频段卫星终端的第三位置。
[0018]可选地，确定Ka频段卫星终端的第二位置，包括：
[0019]当目标信号为猝发信号时，基于接收信号强度和时差联合定位确定Ka频段卫星终端的第二位置；
[0020]当目标信号为常发信号时，基于到达角交会和接收信号强度联合定位确定Ka频段卫星终端的第二位置。
[0021]可选地，确定Ka频段卫星终端的第三位置，包括：
[0022]当目标地理范围的类型为城市时，基于接收信号强度和时差联合定位确定Ka频段卫星终端的第三位置；
[0023]当目标地理范围的类型为乡镇时，基于到达角交会和接收信号强度联合定位确定Ka频段卫星终端的第三位置。
[0024]可选地，接收信号强度和时差联合定位，包括：基于接收信号强度定位法确定Ka频段卫星终端的第一坐标；将第一坐标作为时差定位法的初始坐标进行迭代，以确定Ka频段卫星终端的位置。
[0025]可选地，到达角交会和接收信号强度联合定位，包括：基于到达角交会定位法确定第二坐标；基于接收信号强度定位法确定第三坐标；确定到达角交会定位法的示向度方差；基于示向度方差区间与权重系数之间的对应关系确定该示向度方差对应的权重系数；其
中，示向度方差越大，第二坐标对应的权重系数越小；基于权重系数确定Ka频段卫星终端的位置为第二坐标与第三坐标的加权和。
[0026]可选地，基于接收信号强度定位法确定Ka频段卫星终端的坐标，包括：
[0027]确定路径损耗指数，其中，路径损耗指数包括传播因子，当目标地理范围为乡镇时，传播因子为视距传播因子，在目标地理范围为城市时，传播因子为多径传播因子；
[0028]基于路径损耗指数和接收功率确定Ka频段卫星终端的坐标。
[0029]可选地，基于示向度确定是否具备测向条件，其中，确定每次测量的示向度的方法包括：
[0030]确定本次测量中所有功率值与本次测量最大功率值之比大于预设值的功率值；
[0031]基于确定得到的功率值确定本次测量的示向度。
[0032]根据本申请的另一方面，提供了一种使用无人机查找Ka频段卫星终端的装置，包括：
[0033]控制模块，用于控制多台无人机从目标地理范围的初始位置开始飞行，其中，初始位置位于目标地理范围的边界上多个方位；
[0034]搜索模块，用于在飞行过程中，搜索目标信号；
[0035]确定模块，用于在飞行过程中，按照以下方式确定多台无人机的飞行路径和Ka频段卫星终端的位置：
[0036]当多台无人机均未接收到目标信号时，控制多台无人机向目标地理范围的几何重心飞行；
[0037]当多台无人机中一台无人机接收到目标信号时，以接收到目标信号的无人机的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用无人机查找Ka频段卫星终端的方法，其特征在于，包括：控制多台无人机从目标地理范围的初始位置开始飞行，其中，所述初始位置位于所述目标地理范围的边界上多个方位；在飞行过程中，搜索目标信号，并按照以下方式确定所述多台无人机的飞行路径和Ka频段卫星终端的位置：当所述多台无人机均未接收到所述目标信号时，控制所述多台无人机向所述目标地理范围的几何重心飞行；当所述多台无人机中一台无人机接收到所述目标信号时，以接收到所述目标信号的无人机的位置为原点，控制所述多台无人机中除接收到所述目标信号的无人机外的其他无人机向所述原点飞行；当所述多台无人机中两台无人机接收到所述目标信号且具备测向条件时，基于到达角交会定位法确定Ka频段卫星终端的第一位置，控制所述多台无人机中除接收到所述目标信号的两台无人机外的其他无人机向所述第一位置飞行；当所述多台无人机中两台无人机接收到所述目标信号且不具备测向条件时，控制所述多台无人机中除接收到所述目标信号的两台无人机外的其他无人机，向接收到所述目标信号的两台无人机的中点飞行；当所述多台无人机中至少三台无人机接收到所述目标信号时，确定所述Ka频段卫星终端的第二位置；当所述第二位置在接收到所述目标信号的所述至少三台无人机的几何构型的外部时，控制接收到所述目标信号的所述至少三台无人机中的至少一台无人机飞行，以使所述第二位置在所述几何构型的内部；当所述第二位置在接收到所述目标信号的所述至少三台无人机的几何构型的内部时，确定所述Ka频段卫星终端的第三位置。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述Ka频段卫星终端的第二位置，包括：当所述目标信号为猝发信号时，基于接收信号强度和时差联合定位确定所述Ka频段卫星终端的第二位置；当所述目标信号为常发信号时，基于到达角交会和接收信号强度联合定位确定所述Ka频段卫星终端的第二位置。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述Ka频段卫星终端的第三位置，包括：当所述目标地理范围的类型为城市时，基于接收信号强度和时差联合定位确定所述Ka频段卫星终端的第三位置；当所述目标地理范围的类型为乡镇时，基于到达角交会和接收信号强度联合定位确定所述Ka频段卫星终端的第三位置。4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，接收信号强度和时差联合定位，包括：基于接收信号强度定位法确定所述Ka频段卫星终端的第一坐标；将所述第一坐标作为时差定位法的初始坐标进行迭代，以确定Ka频段卫星终端的位置。5.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于，到达角交会和接收信号强度联合定位，包括：
基于到达角交会定位法确定第二坐标，并确定到达角交会定位法的示向度方差；基于接收信号强度定位法确定第三坐标；基于示向度方差区间与权重系数之间的对应关系确定所述示向度方差对应的权重系数；其中，示向度方差越大...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛珂，叶淋美，刘海洋，陈弘扬，王心尘，黎璐玫，许翔，林心田，
申请(专利权)人：北京东方波泰无线电频谱技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：