本發明涉及衛星通信技術領域，具體涉及一種通信鏈路規劃方法及系統。

背景技術：

隨著現代飛行技術的發展，高超音速、長航時的飛行器各項技術也日漸成熟，并已成為必然的未來發展趨勢。該特性的飛行器具有遠程、高速和高機動的特點，因此具有很大的發展潛力和應用前景。但由于其飛行過程的復雜性，任務規劃的靈活性和復雜性，如何有效地傳輸器飛行信息，并對其進行鏈路規劃就顯得尤為重要了。

目前國內外采用的鏈路規劃方法是通過三類方式實現的：一種是地基通信網絡建立鏈路；一種是空基通信網絡建立鏈路；另一種是海基通信網絡建立鏈路。這三種方式都僅限于小面積的飛行區域進行規劃，對于長航程飛行并不適用。同時，傳統的鏈路規劃方法是通過數學模型的計算，比較飛行器與天線波束指向及位置的信息來進行，不僅耗費大量資源，計算結果也往往差強人意。

技術實現要素：

本發明實施例的目的在于提供一種通信鏈路規劃方法及系統，能夠提高飛行器鏈路規劃的精度。

為實現上述目的，本發明實施例一方面提供一種通信鏈路規劃方法，所述方法包括：設置地面站的參數信息并確定預設飛行器的配置參數；為所述預設飛行器設置天線的位置以及天線的指向；確定與所述預設飛行器進行通信的至少一種衛星，并確定所述至少一種衛星與所述預設飛行器之間的通信模式；設置所述地面站、所述預設飛行器以及所述至少一種衛星之間的通信鏈路參數，并計算各個通信時段所述預設飛行器與各個衛星之間的鏈路余量；根據計算的鏈路余量，對所述預設飛行器進行鏈路規劃。

進一步地，所述參數信息包括所述地面站所處位置的經度、緯度以及高度；所述配置參數包括所述預設飛行器的航跡信息和姿態信息。

進一步地，為所述預設飛行器設置天線的位置以及天線的指向具體包括：在所述預設飛行器上設置位置坐標，并在所述位置坐標處設置天線；為所述天線設置方位角和俯仰角，以確定所述天線的指向。

進一步地，所述通信模式包括單模通信或多模通信，其中，當所述通信模式為單模通信時，所述預設飛行器僅與一種衛星進行通信；當所述通信模式為多模通信時，所述預設飛行器可與至少一種衛星進行通信。

進一步地，所述通信鏈路參數包括有效全向輻射功率、接收機品質因數、信號發射頻率、信號發射速率或是天線方向性圖中的至少一種。

進一步地，根據計算的鏈路余量，對所述預設飛行器進行鏈路規劃具體包括：從各個衛星中篩選出鏈路余量值最大的衛星，并通過篩選出的衛星對所述預設飛行器建立通信鏈路。

進一步地，所述方法還包括：顯示鏈路規劃后的地面主控界面、二維地圖界面、衛星資源態勢界面、當前飛行器通信鏈路界面、當前飛行器視角界面以及飛行器動態參數界面。

進一步地，所述地面主控界面中包括飛行器鏈路規劃結果、飛行器切換按鍵、飛行器控制指令按鍵、飛行器天線狀態界面和實時參數界面；其中，所述飛行器鏈路規劃結果包括通信時段、該通信時段的通信衛星以及該通信時段的衛星覆蓋率；所述飛行器切換按鍵用于當存在多架飛行器進行鏈路規劃時，查看其中任意一種飛行器的路徑規劃結果；所述飛行器控制指令按鍵用于在飛行器的飛行過程中，向飛行器下達控制指令；還用于選擇新的航跡替換現有的計算得到的航跡；所述飛行器天線狀態界面包括飛行器在飛行過程中接收天線的狀態、參數變量；所述實時參數界面用于顯示當前飛行器各個時刻的通信對象、通信參數以及鏈路余量。

進一步地，所述二維地圖界面中包括地面站位置、飛行器運行位置、衛星星下點軌跡以及所述鏈路規劃結果。

為實現上述目的，本申請另一方面還提供一種通信鏈路規劃系統，所述系統包括：參數設定單元，用于設置地面站的參數信息并確定預設飛行器的配置參數；天線設置單元，用于為所述預設飛行器設置天線的位置以及天線的指向；衛星確定單元，用于確定與所述預設飛行器進行通信的至少一種衛星，并確定所述至少一種衛星與所述預設飛行器之間的通信模式；鏈路余量計算單元，用于設置所述地面站、所述預設飛行器以及所述至少一種衛星之間的通信鏈路參數，并計算各個通信時段所述預設飛行器與各個衛星之間的鏈路余量；鏈路規劃單元，用于根據計算的鏈路余量，對所述預設飛行器進行鏈路規劃。

采用上述技術方案，本發明至少可取得下述技術效果：

本發明可以基于至少一種衛星的資源對飛行器的鏈路進行規劃，并且可以結合不同的通信模式來進行鏈路規劃，從而提高了鏈路規劃的精度。此外，本發明可以將鏈路規劃的結果通過地面主控界面、二維地圖界面等顯示出來，從而能夠實時監控飛行器的飛行狀態以及鏈路規劃的情況，便于保持飛行器運行的穩定性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實施例所述的通信鏈路規劃方法流程圖；

圖2是本實施例所述的通信鏈路規劃方法示意圖；

圖3是本實施例所述的通信鏈路規劃系統的結構示意圖。

貫穿附圖，應該注意的是，相似的標號用于描繪相同或相似的元件、特征和結構。

具體實施方式

提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權利要求及其等同物限定的本公開的各種實施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細節，但是這些細節將被視為僅是示例性的。因此，本領域普通技術人員將認識到，在不脫離本公開的范圍和精神的情況下，可對本文所述的各種實施例進行各種改變和修改。另外，為了清晰和簡潔，公知功能和構造的描述可被省略。

以下描述和權利要求書中所使用的術語和詞匯不限于文獻含義，而是僅由發明人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此，對于本領域技術人員而言應該明顯的是，提供以下對本公開的各種實施例的描述僅是為了示例性目的，而非限制由所附權利要求及其等同物限定的本公開的目的。

應該理解，除非上下文明確另外指示，否則單數形式也包括復數指代。因此，例如，對“組件表面”的引用包括對一種或更多個這樣的表面的引用。

本申請實施方式提供一種通信鏈路規劃方法。請參閱圖1和圖2，所述方法可以包括以下步驟。

S1：設置地面站的參數信息并確定預設飛行器的配置參數。

在本實施方式中，可以預先配置鏈路規劃結果的存儲路徑，以便后續進行查看。在本實施方式中，可以設置地面站所在位置的經度、緯度和高度。并且可以配置飛行器的航跡信息和姿態信息。飛行器航跡信息和姿態信息中會對其起飛時間、飛行過程進行描述。

S2：為所述預設飛行器設置天線的位置以及天線的指向。

在本實施方式中，可以在所述預設飛行器上設置位置坐標，所述位置坐標可以是三維坐標，并在所述位置坐標處設置天線。在設置了天線之后，可以為所述天線設置方位角和俯仰角，以確定所述天線的指向。

S3：確定與所述預設飛行器進行通信的至少一種衛星，并確定所述至少一種衛星與所述預設飛行器之間的通信模式。

在本實施方式中，可以選擇與預設飛行器可通信的衛星，包括北斗衛星，中繼衛星和其它天基資源三種。所述通信模式可以包括單模通信和多模通信兩種，其中，多模通信可選擇三種衛星中的任意組合進行通信，單模通信僅能選擇其中一種衛星進行通信。

S4：設置所述地面站、所述預設飛行器以及所述至少一種衛星之間的通信鏈路參數，并計算各個通信時段所述預設飛行器與各個衛星之間的鏈路余量。

在本實施方式中，設置的通信鏈路參數可以包括前向鏈路參數和反向鏈路參數。所述前向鏈路參數和反向鏈路參數中均可以包括有效全向輻射功率(Effective Isotropic Radiated Power，EIRP)、接收機品質因數(G/T值)、信號發射頻率、信號發射速率或是天線方向性圖中的至少一種。在設定了上述各個參數之后，便可以開始計算各個通信時段所述預設飛行器與各個衛星之間的鏈路余量。具體地。可以采用STK(Satellite Toolkit)軟件來計算所述鏈路余量。

S5：根據計算的鏈路余量，對所述預設飛行器進行鏈路規劃。

在本實施方式中，可以比較各個通信時段飛行器與衛星之間的鏈路余量，從各個衛星中篩選出鏈路余量值最大的衛星，并通過篩選出的衛星對所述預設飛行器進行鏈路規劃，這樣可以保證最優的鏈路規劃結果。

在本實施方式中，在計算得到鏈路規劃結果后，可以展示該鏈路規劃結果。具體地，可以顯示鏈路規劃后的地面主控界面、二維地圖界面、衛星資源態勢界面、當前飛行器通信鏈路界面、當前飛行器視角界面以及飛行器動態參數界面。

其中，所述飛行器鏈路規劃結果包括通信時段、該通信時段的通信衛星以及該通信時段的衛星覆蓋率。

所述飛行器切換按鍵用于當存在多架飛行器進行鏈路規劃時，查看其中任意一種飛行器的路徑規劃結果。

所述飛行器控制指令按鍵用于在飛行器的飛行過程中，向飛行器下達控制指令；還用于選擇新的航跡替換現有鏈路規劃使用的航跡。

所述飛行器天線狀態界面包括飛行器在飛行過程中接收天線的狀態、參數變量。

所述實時參數界面用于顯示當前飛行器各個時刻的通信對象、通信參數以及鏈路余量。

所述二維地圖界面中包括地面站位置、飛行器運行位置以及衛星星下點軌跡。

此外，在本實施方式中，可在衛星資源態勢界面中查看當前飛行器、地面站可通信的衛星資源有哪些。同時，也可查看能星間接力和鏈路切換的衛星。

在本實施方式中，當前飛行器視角界面中可以查看切換到得飛行器在飛行過程中的航程和姿態變化。

在本實施方式中，飛行器動態參數界面可以顯示為當前切換到的飛行器的地面指令接收狀態、飛行器飛行狀態、飛行器運動參數動態顯示和飛行器天線參數動態顯示四個方面。其中，在地面指令接收狀態中查看地面主控界面發出的飛行器控制命令；在飛行器飛行狀態顯示中可查看飛行時間、當前經、緯度、高度等參數；在飛行器運動參數動態顯示中可以查看飛行器的方位、俯仰和偏航角等動力學參數的動態顯示；在飛行器天線參數動態顯示中可以查看供電電壓等參數顯示。

請參閱圖3，本申請實施方式還提供一種通信鏈路規劃系統。所述系統包括：

參數設定單元100，用于設置地面站的參數信息并確定預設飛行器的配置參數；

天線設置單元200，用于為所述預設飛行器設置天線的位置以及天線的指向；

衛星確定單元300，用于確定與所述預設飛行器進行通信的至少一種衛星，并確定所述至少一種衛星與所述預設飛行器之間的通信模式；

鏈路余量計算單元400，用于設置所述地面站、所述預設飛行器以及所述至少一種衛星之間的通信鏈路參數，并計算各個通信時段所述預設飛行器與各個衛星之間的鏈路余量；

鏈路規劃單元500，用于根據計算的鏈路余量，對所述預設飛行器進行鏈路規劃。

由上可見，本發明可以基于至少一種衛星的資源對飛行器的鏈路進行規劃，并且可以結合不同的通信模式來進行鏈路規劃，從而提高了鏈路規劃的精度。此外，本發明可以將鏈路規劃的結果通過地面主控界面、二維地圖界面等顯示出來，從而能夠實時監控飛行器的飛行狀態以及鏈路規劃的情況，便于保持飛行器運行的穩定性。

應該注意的是，如上所述的本公開的各種實施例通常在一定程度上涉及輸入數據的處理和輸出數據的生成。此輸入數據處理和輸出數據生成可在硬件或者與硬件結合的軟件中實現。例如，可在移動裝置或者相似或相關的電路中采用特定電子組件以用于實現與如上所述本公開的各種實施例關聯的功能。另選地，依據所存儲的指令來操作的一種或更多個處理器可實現與如上所述本公開的各種實施例關聯的功能。如果是這樣，則這些指令可被存儲在一種或更多個非暫時性處理器可讀介質上，這是在本公開的范圍內。處理器可讀介質的示例包括只讀存儲器(ROM)、隨機存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學數據存儲裝置。另外，用于實現本公開的功能計算機程序、指令和指令段可由本公開所屬領域的程序員容易地解釋。

本說明書中的各個實施方式均采用遞進的方式描述，各個實施方式之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施方式重點說明的都是與其他實施方式的不同之處。

盡管已參照本公開的各種實施例示出并描述了本公開，但是本領域技術人員將理解，在不脫離由所附權利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下，可對其進行形式和細節上的各種改變。