[发明专利]一种低轨卫星星座阵列天线共视方法及系统

权利要求书

1.一种低轨卫星星座阵列天线共视方法，其特征在于，包括：

(1)为低轨卫星星座中的每颗卫星均配置频段相同、空域覆盖能力相同的阵列天线，并指定其中一颗卫星作为基准星；

(2)对低轨卫星星座中的每颗卫星进行时间同步，使得每颗卫星均工作在同一时间系统下；

(3)对于低轨卫星星座中的基准星，将其在一个轨道周期内的运行轨道划分成不同的轨道段；并根据任务需求设置卫星对地遥感区域，确定低轨卫星星座每颗卫星的阵列天线初始指向角度，设定基准星的阵列天线保持初始指向角度不变；

(4)确定基准时间T₀，并实时获取低轨卫星星座中每颗卫星的星上时间T_utc，根据所述星上时间T_utc以及基准时间T₀，确定每颗卫星所处的轨道位置；

(5)对于低轨卫星星座中除基准星之外的每颗卫星，根据卫星构型、阵列天线的工作频段以及初始指向角度，以该卫星的阵列天线与基准星处于不同轨道段时的阵列天线对地共视面积最大为目标，求取该卫星位于不同轨道位置时其阵列天线的优化指向角度；

(6)对于低轨卫星星座中的除基准卫星之外的每颗卫星，根据基准星所处的轨道段，分别调整其搭载的阵列天线的指向，使得阵列天线的指向均为优化指向角度。

2.根据权利要求1所述的低轨卫星星座阵列天线共视方法，其特征在于：步骤(3)中，所述对于低轨卫星星座中的基准星，将其一个轨道周期内的运行轨道划分成不同的轨道段，其包括：首先按卫星升轨或降轨，以及卫星对地投影的星下点纬度将卫星轨道任意划分为多段，根据基准星的轨道确定卫星轨道周期，进而确定卫星在一个轨道周期内每个轨道段的时间区间，进而根据该时间区间确定卫星进入和退出各段的对应时间。

3.根据权利要求2所述的低轨卫星星座阵列天线共视方法，其特征在于：步骤(4)中，所述根据所述星上时间T_utc以及基准时间T₀，确定每颗卫星所处的轨道位置，具体为：

对于基准星轨道周期R，将任一星上时间T_utc归一化至一个轨道周期内的时间t，表示为

T_utc≥T₀时，t＝(T_utc-T₀)％R；

T_utcT₀时，t＝|T_utc+k*R-T₀|％R，其中k＝(T₀-T_utc)/R向上取整；

归一化时间t位于第m个轨道段，即t_m,stt_m,e，t_m,s表示进入第m个轨道段的星上时间，t_m,e表示退出第m个轨道段的星上时间。

4.根据权利要求3所述的低轨卫星星座阵列天线共视方法，其特征在于：步骤(5)中，所述求取该卫星位于不同轨道位置时其阵列天线的优化指向角度，具体为：

设定当前待修正的卫星的初始指向角度与基准星的初始指向角度相同，并将此时的共视面积作为寄存值；

以指定的搜索步长遍历搜索阵列天线指向修正角度的取值范围，计算某一天线指向修正角度对应的共视面积，将其与寄存值相比较，将二者中的较大值作为新的寄存值；遍历结束后，将最新的寄存值对应的指向修正角度与当前待修正的卫星的初始指向角度求和，得到修正后的阵列天线优化指向角度。

5.根据权利要求4所述的低轨卫星星座阵列天线共视方法，其特征在于：步骤(1)中，所述指定低轨卫星星座中一颗卫星作为基准卫星，具体为：选取低轨卫星星座布局中心的卫星为基准星。

6.根据权利要求5所述的低轨卫星星座阵列天线共视方法，其特征在于：步骤(6)中，所述分别调整其搭载的阵列天线的指向，具体为：

根据阵列天线优化指向角度、波束合成控制表设置阵列天线各阵元信号的延迟和衰减，由天线各阵元信号的场强辐射方向图加权求和得到优化后的阵列天线方向图，从而实现天线指向调整。