[发明专利]基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法

说明书

本发明公开了一种基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法。该方法包括如下步骤：临近空间飞艇接收船舶发出的AIS报文，获取船舶的经纬度坐标；将船舶的经纬度坐标转换为以临近空间飞艇在海平面投影点为原点的极坐标系下的极坐标；临近空间飞艇根据极坐标确定并调整信号发射终端的发射功率和波束方向；临近空间飞艇实时接收船舶发出的AIS报文，根据船舶的经纬度坐标及其对应的极坐标的变化，对信号发射终端的发射功率和波束方向进行实时自动调整。本发明的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法能够对临近空间飞艇的发射功率和波束角度进行实时调整，以在保证通信质量的情况下，降低临近空间飞艇的功耗，缓解临近空间飞艇的能源压力。

技术领域

本发明涉及海上通信技术领域，具体涉及一种基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法。

背景技术

临近空间指的是距地面20～100公里的空域，临近空间飞艇是一种利用飞行器自身的浮力来克服重力，从而在临近空间进行长期作业的一类临近空间飞行器；目前，临近空间飞艇主要用于通信中继、对地监控和防空警戒。

由于，临近空间飞艇相比于通信卫星，具有通信传播距离短、可视时间长、传播损耗少和传播延时小等优点；相比于岸基通信站，具有覆盖范围大、作用距离远、机动灵活、以及可根据任务需要灵活部署等优点；为此，临近空间飞艇经常作为中继通信平台，与岸基通信站配合使用，以为海上船舶提供通信服务。

临近空间飞艇在作为中继通信平台使用时，为了确保到达海上船舶的信号质量满足通信质量要求，现有的临近空间飞艇以发射功率最大值的方式发射通信信号；然而，临近空间飞艇的动力由太阳能电力系统提供，能量获取手段和能力有限，临近空间飞艇的能源有限，当临近空间飞艇采用发射功率最大值的方式发射通信信号，会造成能源浪费，加重临近空间飞艇的能源压力。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，能够对临近空间飞艇的发射功率和波束角度进行实时调整，以在保证通信质量的情况下，降低临近空间飞艇的功耗。

为此，本发明公开了一种基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，所述方法包括如下内容：

临近空间飞艇接收船舶发出的AIS报文，获取船舶的经纬度坐标；

将船舶的经纬度坐标转换为以临近空间飞艇在海平面投影点为原点的极坐标系下的极坐标；

临近空间飞艇根据极坐标确定并调整信号发射终端的发射功率和波束方向；

临近空间飞艇实时接收船舶发出的AIS报文，根据船舶的经纬度坐标及其对应的极坐标的变化，对信号发射终端的发射功率和波束方向进行实时自动调整。

进一步地，在上述基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法中，AIS报文包括船舶的GNSS定位信息。

进一步地，在上述基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法中，临近空间飞艇利用AIS接收机接收船舶发出的AIS报文，利用信号发射终端发射通信信号；

船舶利用AIS发射机发出AIS报文，利用信号接收终端接收通信信号。

进一步地，在上述基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法中，AIS接收机采用全向接收机；

信号发射终端采用定向发射终端；

信号接收终端采用全向接收终端。

进一步地，在上述基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法中，将船舶的经纬度坐标转换为以临近空间飞艇在海平面投影点为原点的极坐标系下的极坐标，包括如下内容：

建立极坐标系：以临近空间飞艇在海平面的垂直投影点作为极坐标系的坐标原点建立极坐标系；