[发明专利]基于天线指向对卫星通信信号影响的预测系统

权利要求书

1.一种基于天线指向对卫星通信信号影响的预测方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤S1、建立覆盖卫星与天线位置三维空间拟合图；

步骤S2、建立基于不同天线指向的基准信号误差补偿数据库；

步骤S3、分析覆盖卫星的信号强度；

步骤S4、预测判断天线调整指向时机，并在达到预测时间节点时控制天线进行调整；

所述步骤S3中分析覆盖卫星的信号强度的方法包括以下步骤：

读取三维空间拟合图，将覆盖卫星的轨道高度和当前预测位置与天线位置直线连接，确定天线与卫星的距离L，同步确定接收该卫星信号时的方位角和仰角，然后利用气象云图和气象数据判断是否存在降雨现象；

当不存在时则天线接收到的卫星信号强度公式为：；当存在降雨现象时天线接收到的卫星信号强度公式为：；

其中，Y为分析预测的卫星信号强度值；C为卫星发射信号强度值；L为卫星预测位置与天线之间的直线距离，单位为km；k为卫星信号随距离传播的衰竭系数；为输出卫星信号的补偿值，为负数；为卫星信号雨衰强度系数，为系统预设值，根据受降雨影响的平均降雨量确定，不同平均降雨量对应唯一雨衰强度系数；l为天线与卫星信号传输中受降雨影响的距离，单位为km。

2.根据权利要求1所述的基于天线指向对卫星通信信号影响的预测方法，其特征在于：建立覆盖卫星与天线位置三维空间拟合图的方法具体为：

通过瞬根法轨道预报方法获取卫星的预测位置，将所有覆盖卫星电视的卫星的预测位置记录；同步的，以三维地球拟合模型和近地卫星轨道，建立三维空间拟合图，获取卫星预测位置在三维空间拟合图中标记，确定卫星运行轨道、轨道高度、覆盖范围，同时根据卫星预测位置变化数据，确定卫星运行速度并拟合动画效果。

3.根据权利要求2所述的基于天线指向对卫星通信信号影响的预测方法，其特征在于：所述步骤S1进一步包括：

通过接入网络气象模块获取气象卫星云图，并将气象卫星云图接入三孔空间拟合图中同步显示，同步导入气象数据。

4.根据权利要求1所述的基于天线指向对卫星通信信号影响的预测方法，其特征在于：建立基于不同天线指向的基准信号误差补偿数据库的方法具体为：

将历史不同的天线指向预测得到的卫星通信信号与天线指向调整后的实际获取测得的卫星通信信号的差值进行记录，并一齐记录该差值对应的测试时间、测试地点、测试时天线指向角度以及测试时的天气数据，在天线使用预测调整过程中，不断重复上述步骤，然后将获得的数据存储至建立的基准信号误差补偿数据库中，每一组数据单独形成一个数据包。

5.根据权利要求1所述的基于天线指向对卫星通信信号影响的预测方法，其特征在于：所述步骤S3中，当存在降雨时，额外计算分析降雨带来的影响值，分析方法包括：通过气象卫星云图获取降雨云团，确定天线与卫星信号传播路径中被云团影响线段距离l，对云团由中心到边缘绘制降雨等量梯形图，将受影响线段与梯形图揉和，确定受影响线段中各小段的降雨量，结合距离求和平均，获取平均受影响线段处的平均降雨量，在系统中找到该降雨量对应预设的卫星信号雨衰强度系数，最终根据信号雨衰强度系数、计算获得降雨对卫星通信信号影响值。

6.根据权利要求1所述的基于天线指向对卫星通信信号影响的预测方法，其特征在于：所述步骤S4中，预测判断天线调整指向时机的方法为：运行步骤S3，分析并输出各个覆盖卫星的信号强度，选择信号强度最好的卫星，控制调整方位角、仰角和极化角，达到最佳天线指向后，接收卫星信号；预测系统继续对信号分析预测，将4小时的卫星运行动画和覆盖地面区域动画以及气象数据均以时间为横轴进行提前分析运算，重复步骤S3。

7.一种基于天线指向对卫星通信信号影响的预测系统，其特征在于：该系统包括：

气象获取模块，用于获取天气气象数据；

天线指向感应模块，用于感应识别天线具体指向角度数据；

卫星位置感应模块，用于获取卫星的预测位置；

信号强度分析模块，用于分析预测卫星通信信号强度；其分析方法包括以下步骤：

读取三维空间拟合图，将覆盖卫星的轨道高度和当前预测位置与天线位置直线连接，确定天线与卫星的距离L，同步确定接收该卫星信号时的方位角和仰角，然后利用气象云图和气象数据判断是否存在降雨现象；

当不存在时则天线接收到的卫星信号强度公式为：；当存在降雨现象时天线接收到的卫星信号强度公式为：；

其中，Y为分析预测的卫星信号强度值；C为卫星发射信号强度值；L为卫星预测位置与天线之间的直线距离，单位为km；k为卫星信号随距离传播的衰竭系数；为输出卫星信号的补偿值，为负数；为卫星信号雨衰强度系数，为系统预设值，根据受降雨影响的平均降雨量确定，不同平均降雨量对应唯一雨衰强度系数；l为天线与卫星信号传输中受降雨影响的距离，单位为km；

天线指向信号补偿数据库，用于存储历史不同的天线指向预测得到的卫星通信信号，与天线指向调整后的实际获取测得的卫星通信信号的差值；

天线指向控制模块，用于控制调整天线指向。