卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质与流程

本发明涉及卫星测控，特别是涉及一种卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质。

背景技术：

1、按照国际电信联盟（itu）定义的电信基本术语，无线线路（或称无线链路）是指由无线电发信机和无线电收信机提供的信道。卫星通信链路是无线链路中的一种，其基本组成是由一个地球站发射机到卫星转发器的上行链路，和卫星转发器到另一地球站接收机的下行链路。

2、由于从地球站发射的微波功率，经自由空间传播到卫星接收天线的过程，和从卫星转发器变频、放大后，经自由空间传播到接收地球站的过程，信号功率会有许多衰减，再加上卫星和地球站的接收系统又存在内部和外部噪声以及其他干扰，因此，决定一条卫星链路传输质量的主要指标是c/n（同一带宽下的平均射频载波功率c与噪声功率n之比称为载波噪声比）或eb/n0（链路的每比特能量eb和噪声功率谱密度n0之比）。

3、现有的技术通常是目前卫星测控任务开始前计算链路余量，测控任务过程中基带对信号进行解调反馈eb/n0，用于监测信号质量。由于现有的链路余量计算，个别变量（星上功率、星地距离等）都取定值，实际在卫星过境时，这些量都是动态变化的，链路余量及信号质量也是动态变化的，导致监测结果不够准确。另外，目前只能通过频谱仪或者基带对接收信号频谱特性对eb/n0做过程监测，没有一个孪生的模型输出信号质量曲线做参考，所以在出现异常时故障定位花费时间较长。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质，用于解决现有技术中测控过程中信号质量的监测不够准确的技术问题。

2、为解决上述技术问题，作为本发明的一个方面，提供了一种卫星测控链路信号质量监测的方法，包括以下步骤：

3、获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；

4、根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；

5、对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；

6、根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。

7、进一步的，所述根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离，包括：

8、调用预设天文计算库；

9、根据所述预设天文计算库加载的卫星tle数据、观测站经纬度、时间范围设定，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离。

10、进一步的，所述调用预设天文计算库，包括：使用python调用天文计算库ephemeris。

11、进一步的，所述对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据，包括以下步骤：

12、对星上天线方向图做数据提取处理，以获得散点增益数据；

13、对所述散点增益数据在卫星对地面站夹角范围内做三阶样条插值，以获得多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值。

14、进一步的，所述对星上天线方向图做数据提取处理，包括：通过图片数据处理软件engauge对星上天线方向图做数据提取处理。

15、进一步的，所述根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比，包括：

16、根据所述基础参数和所述过境天线增益值，通过计算获得等效全向辐射功率；

17、根据所述基础参数和所述等效全向辐射功率，通过计算获得所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比；

18、根据所述同一带宽下的平均射频载波功率和噪声功率谱密度之比，通过计算获得卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比。

19、进一步的，所述基础参数至少包括：星上天线功率、工作频率、码速率和地面站接收系统的品质因数。

20、作为本发明的第二个方面，提供了一种卫星测控链路信号质量监测的装置，包括：

21、第一获取模块，用于获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；

22、获得模块，用于根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；

23、处理模块，用于对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；

24、第二获取模块，用于根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。

25、作为本发明的第三个方面，提供了一种电子设备，包括：

26、一个或多个处理器；

27、存储装置，用于存储一个或多个程序；

28、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述第一方面中任一项所述的方法。

29、作为本发明的第四个方面，本发明提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述的方法。

30、本发明的有益效果是：

31、本发明通过设计全新的链路信号质量监测算法，将现有监测技术中星地距离取定值改为整个过境时段的动态变化数值，更符合卫星实际运行状况，监测后结果更为准确，解决了现有技术中测控过程中信号质量的监测不够准确的技术问题。

32、

技术特征：

1.一种卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离，包括：

3.根据权利要求2所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述调用预设天文计算库，包括：使用python调用天文计算库ephemeris。

4.根据权利要求1所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述对星上天线方向图做数据提取处理，包括：通过图片数据处理软件engauge对星上天线方向图做数据提取处理。

6.根据权利要求1所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比，包括：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的卫星测控链路信号质量监测的方法，其特征在于，所述基础参数至少包括：星上天线功率、工作频率、码速率和地面站接收系统的品质因数。

8.一种卫星测控链路信号质量监测的装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

技术总结
本发明涉及卫星测控技术领域，提供一种卫星测控链路信号质量监测方法、装置、电子设备及介质，解决了现有技术中测控过程中信号质量的监测不够准确的技术问题。其中，该卫星测控链路信号质量监测的方法包括：获取卫星测控所需配置的基础参数以及卫星过境星历数据；根据所述卫星过境星历数据，获得卫星对地面站夹角和对应的星地距离；对星上天线方向图进行数据处理以获得量化数据；其中，所述量化数据包括多个卫星对地面站夹角和对应的过境天线增益值；根据所述基础参数、星地距离和过境天线增益值，获取卫星测控链路的每比特能量和噪声功率谱密度之比；其中，所述每比特能量和噪声功率谱密度之比用于表征所述卫星测控链路信号的质量。

技术研发人员：杨拓,周欢
受保护的技术使用者：北京航天驭星科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15