一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，包括：考虑各方面的因素进行轨道选择；采用AI技术对各海拔高度卫星的初始覆盖能力进行精准预测；当局部分布星座在收到航天任务后，局部分布星座通过智能感知子系统结合太赫兹技术组建空中自组网无线网络系统；智能感知子系统各子节点通过接收器存储及分析无线电波传递的数据；将分析结果上报分析决策子系统后下达指令给匹配执行子系统匹配预置方案；当无线电波信号波动超过衰减阈值进行信号增强。可解决目前现有技术中存在对地覆盖能力在满足卫星星座对地覆盖能力基本条件的情况下卫星数目多余的问题，以及星座设计过程中选择的轨道类型不合适的问题。计过程中选择的轨道类型不合适的问题。计过程中选择的轨道类型不合适的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法


[0001]本专利技术属于6G卫星星座
，具体涉及一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法。

技术介绍

[0002]卫星是依靠地球万有引力提供向心力飞行的航天器，始终以一定速度绕地球飞行。一般来说，卫星是不能够固定在地球某点的上空的，其覆盖区域随着时间的变化而不断变化，在大多数情况下，单靠一颗卫星是难以实现全球或特定区域的不同断通信的，因需要多颗卫星协同工作，完成如果多卫星之间保持固定的时空关系，形成定的空间几何构型，那么这些卫星就构成了卫星星座。
[0003]卫星星座构型是对星座中卫星的空间分布、轨道类型以及卫星间关系的描述，星座设计技术直接决定了卫星网络采用的组网结构类型，在很大程度上影响了网络中的链路状态收集、路由计算及分组转发。目前现有技术中存在对地覆盖能力在满足卫星星座对地覆盖能力基本条件的情况下卫星数目多余的问题，以及星座设计过程中选择的轨道类型不合适的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，通过6G结合人工智能感知节点实现局部分布星座提供自组织网络应用，可解决目前现有技术中存在对地覆盖能力在满足卫星星座对地覆盖能力基本条件的情况下卫星数目多余的问题，以及星座设计过程中选择的轨道类型不合适的问题。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，包括：
[0007]步骤一、选择局部分布星座的轨道类型并在满足卫星星座对地覆盖能力基本条件后，减少卫星数目；
[0008]步骤二、当局部分布星座在收到航天任务后通过构建自组网无线网络系统实现多方位和多维度数据的感知和采集。
[0009]为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
[0010]上述的步骤一根据光照、载荷作用距离、相对距离变化、空间环境的影响及卫星间的相互运动关系进行轨道类型选择，并采用AI技术对各海拔高度卫星的初始覆盖能力进行预测；
[0011]所述轨道类型包括圆形轨道和椭圆形轨道。
[0012]上述的步骤二中，首先构建弹性通信网络智能自主运维管理系统，包括智能感知子系统、分析决策子系统、匹配执行子系统；
[0013]当局部分布星座在收到航天任务后，局部分布星座通过智能感知子系统结合太赫
兹技术组建空中自组网无线网络系统对航天任务进行局部组网并完成任务；
[0014]所述智能感知子系统各子节点通过接收器存储及分析无线电波传递过来的数据；
[0015]将分析结果上报分析决策子系统后，分析决策子系统下达指令给匹配执行子系统，匹配预置方案后告之星座所属范围内卫星执行各种预置方案。
[0016]上述的太赫兹技术用于当无线信号衰减严重及强信号干扰时，通过将原始的发送信号转换成太赫兹波并在地面上空形成智能环境中的等离子体反射阵列，将无线信号传递给地面接收端，并由向空中发送信号。
[0017]上述的太赫兹技术采用的无线信号增强预测模型为:X(k+1)＝X(k)
×
P
[0018]式中：X(k)表示趋势分析与预测对象在t＝k时刻的状态向量，P表示一步转移概率矩阵，X(k+1)表示趋势分析与预测对象在t＝k+1时刻的状态向量。
[0019]上述的步骤二中，通过星间切换程序，在轨道运行到不同位置时根据接收的航天任务不同，进行混合和单一星座切换。
[0020]上述的星间切换程序的条件为：(Re+h)cos(alpha/2)>＝Re+Hp
[0021]h为卫星高度，Hp为星间链路与地球表面的距离，Re为地球半径。
[0022]上述的局部分布星座在无线电波信号波动超过衰减阈值时，采用星座的中继节点HFH和UAV部署信号接收器过滤干扰，达到增强信号目的，加强HFH和UAV信号覆盖面积。
[0023]上述的衰减阈值分为：雨水通信无线电波衰减率阈值；云、雾通信无线电波衰减率阈值；降雪通信无线电波衰减率阈值；沙尘气候特征衰减率阈值。
[0024]本专利技术具有以下有益效果：
[0025]1、充分考虑了例如光照、载荷作用距离、相对距离变化、空间环境的影响及卫星间的相互运动关系等各个方面的因素进行轨道选择；采用AI技术对各海拔高度卫星的初始覆盖能力进行了精准预测；
[0026]2、局部分布星座通过智能感知子系统结合太赫兹组建空中自组网无线网络系统针对航天任务进行局部组网并完成任务，而不用现有技术完成一次任务需要所有卫星的合作。
[0027]3、智能感知子系统结合太赫兹组建空中自组网无线网络系统；当无线电波信号波动超过衰减阈值，采用星座的中继节点HFH和UAV部署信号接收器过滤干扰达到增强信号目的，加强HFH和UAV信号覆盖面积。
附图说明
[0028]图1为本专利技术流程示意图；
[0029]图2为卫星的覆盖区域和可通信区域示意图；
[0030]图3为弹性通信网络智能自主运维管理系统结构图。
具体实施方式
[0031]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0032]本专利技术中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非
明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
[0033]如图1所示，本专利技术的一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，包括：
[0034]步骤一、星座设计。首先，选择合适的轨道类型，需要充分考虑，例如光照、载荷作用距离、相对距离变化、空间环境的影响及卫星间的相互运动关系等各个方面的因素，再进行轨道选择。其次，在满足卫星星座对地覆盖能力基本条件后，尽量减少卫星数目。本专利技术创新性的采用AI技术对各海拔高度卫星的初始覆盖能力进行精准预测，如表1所示。
[0035]表1非地面节点的主要特征和预测表
[0036][0037][0038]跟据实际的使用目的、覆盖要求和技术水平等，卫星轨道可以具有多种形式，选择合适的轨道类型是星座设计的第一步。
[0039]一般来说，需要考虑任务对轨道的需求，例如光照、载荷作用距离、相对距离变化、
空间环境的影响及卫星间的相互运动关系等，需要充分考虑各个方面的因素，再进行轨道选择。
[0040]为了描述卫星的运动，可以引入地心赤道惯性坐标系O
c
‑
xyz：O
c
与地心重合，x轴在赤道平面内指向春分点，y轴在赤道平面内垂直于x轴，z轴由右手规则确定，指向北极卫星在惯性坐标系中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，其特征在于，包括：步骤一、选择局部分布星座的轨道类型并在满足卫星星座对地覆盖能力基本条件后，减少卫星数目；步骤二、当局部分布星座在收到航天任务后通过构建自组网无线网络系统实现多方位和多维度数据的感知和采集。2.根据权利要求1所述的一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，其特征在于，所述步骤一根据光照、载荷作用距离、相对距离变化、空间环境的影响及卫星间的相互运动关系进行轨道类型选择，并采用AI技术对各海拔高度卫星的初始覆盖能力进行预测；所述轨道类型包括圆形轨道和椭圆形轨道。3.根据权利要求1所述的一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，其特征在于，所述步骤二中，首先构建弹性通信网络智能自主运维管理系统，包括智能感知子系统、分析决策子系统、匹配执行子系统；当局部分布星座在收到航天任务后，局部分布星座通过智能感知子系统结合太赫兹技术组建空中自组网无线网络系统对航天任务进行局部组网并完成任务；所述智能感知子系统各子节点通过接收器存储及分析无线电波传递过来的数据；将分析结果上报分析决策子系统后，分析决策子系统下达指令给匹配执行子系统，匹配预置方案后告之星座所属范围内卫星执行各种预置方案。4.根据权利要求3所述的一种基于星座信号覆盖范围内自组网络应用的方法，其特征在于，所述太赫兹技术用于当无线信号衰减严重及强信号干扰时，通过将原始的发送信号转换成太赫兹波并在地面上空形成智能环境中的等离子体...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文进，王玉梁，李忠，姚炳良，江源，朱廷俊，王勋哲，杜忠田，康辉，刘婷雯，隋海鹰，刘悦，韩冬，刘少卿，满新宇，陈杨，槐正，徐冬冬，
申请(专利权)人：中电信数智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：