本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信及頻率資源復(fù)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在高低軌道衛(wèi)星間的頻率復(fù)用方法及裝置。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星通信的頻率資源從較低的L波段、S波段，發(fā)展到高頻的K、Ku、Ka波段。高頻段的雨衰大，但是波長(zhǎng)小，天線(xiàn)增益高，可用帶寬大，可以克服其他缺點(diǎn)，因此得到新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。但是，按照現(xiàn)有的頻率劃分方案，同一頻段的資源被高軌道衛(wèi)星(如靜止軌道衛(wèi)星)占用后，就不能被其他低軌道的衛(wèi)星系統(tǒng)使用，以免形成干擾。

目前在同一靜止軌道衛(wèi)星內(nèi)，可以利用天線(xiàn)波束成型技術(shù)，對(duì)頻率進(jìn)行復(fù)用；在不同的靜止軌道衛(wèi)星之間，由于軌道位置不同，且相對(duì)位置沒(méi)有變化，也可以在不干擾其他相鄰靜止軌道衛(wèi)星的情況下進(jìn)行頻率復(fù)用。

但是低軌道衛(wèi)星因?yàn)檐壍揽赡芘c靜止軌道衛(wèi)星在軌道平面上有交叉，難以避免出現(xiàn)低軌道衛(wèi)星運(yùn)行到從地面站看來(lái)是和靜止軌道衛(wèi)星在同一軌道位置上的情況，由于衛(wèi)星通信的頻率規(guī)劃是優(yōu)先保證靜止軌道衛(wèi)星使用，則低軌道衛(wèi)星無(wú)法復(fù)用靜止軌道衛(wèi)星已經(jīng)使用的頻率。這樣，高低軌道衛(wèi)星之間頻率不能復(fù)用，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可用的頻率資源大大受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種在高低軌道衛(wèi)星間的頻率復(fù)用方法及裝置，解決了現(xiàn)有技術(shù)中高低軌道衛(wèi)星之間頻率不能復(fù)用，導(dǎo)致可用頻率資源受限的問(wèn)題。

依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種在高低軌道衛(wèi)星間的頻率復(fù)用方法，應(yīng)用于第一衛(wèi)星地面站，其頻率復(fù)用方法具體包括：

判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，其中，第一衛(wèi)星和第二衛(wèi)星所在的軌道高度不同，且第一衛(wèi)星和第二衛(wèi)星復(fù)用相同的上下行頻率資源；

若第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，則根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信；其中，第三衛(wèi)星與第一衛(wèi)星同屬一衛(wèi)星星座系統(tǒng)，且第三衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域外。

其中，該頻率復(fù)用方法還包括：

若第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，則繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。

其中，判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，具體包括：

獲取與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星的第一瞬時(shí)位置信息；

獲取第二衛(wèi)星的第二瞬時(shí)位置信息，確定第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域；

根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息和第二瞬時(shí)位置信息，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息和第二瞬時(shí)位置信息，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，具體包括：

根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星之間的第一向量；

根據(jù)第二瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第二衛(wèi)星之間的第二向量；

判斷第一向量與第二向量之間的向量夾角是否小于干擾夾角門(mén)限值；其中，干擾夾角門(mén)限值為第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域與第一衛(wèi)星地面站之間的夾角的最大值；

若向量夾角小于或等于干擾夾角門(mén)限值，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

若向量夾角大于干擾夾角門(mén)限值，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，當(dāng)?shù)诙l(wèi)星為地球同步衛(wèi)星時(shí)，判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，具體包括：

獲取第一衛(wèi)星上一次進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域的第一時(shí)間；

根據(jù)第一時(shí)間與第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

或者，判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，具體包括：

獲取與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星的第一瞬時(shí)位置信息；

獲取第二衛(wèi)星的第二瞬時(shí)位置信息，確定第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域；

根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息和第二瞬時(shí)位置信息，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，根據(jù)第一時(shí)間與第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，具體包括：

計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間的時(shí)間差；

判斷時(shí)間差是否大于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期；

若時(shí)間差大于或等于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

若時(shí)間差小于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，在根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向之后，頻率復(fù)用方法還包括：

再次判斷第一衛(wèi)星是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

若第一衛(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，則根據(jù)當(dāng)前獲取的第一衛(wèi)星的瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信；或者，

若第一衛(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信。

依據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)方面，還提供了一種在高低軌道衛(wèi)星間的頻率復(fù)用裝置，應(yīng)用于第一衛(wèi)星地面站，該頻率復(fù)用裝置具體包括：

第一判斷模塊，用于判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，其中，第一衛(wèi)星和第二衛(wèi)星所在的軌道高度不同，且 第一衛(wèi)星和第二衛(wèi)星使用相同的上下行頻率資源；

第一處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信；其中，所述第三衛(wèi)星與所述第一衛(wèi)星同屬一衛(wèi)星星座系統(tǒng)，且所述第三衛(wèi)星位于所述第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域外。

其中，該頻率復(fù)用裝置還包括：

第二處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。

其中，第一判斷模塊具體包括：

第一獲取單元，用于獲取與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星的第一瞬時(shí)位置信息；

第二獲取單元，用于獲取第二衛(wèi)星的第二瞬時(shí)位置信息，確定第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域；

第一判斷單元，用于根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息和第二瞬時(shí)位置信息，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，第一判斷單元具體包括：

第一計(jì)算子單元，用于根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星之間的第一向量；

第二計(jì)算子單元，用于根據(jù)第二瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第二衛(wèi)星之間的第二向量；

第一判斷子單元，用于判斷第一向量與第二向量之間的向量夾角是否小于干擾夾角門(mén)限值；其中，干擾夾角門(mén)限值為第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域與第一衛(wèi)星地面站之間的夾角的最大值；

第一處理子單元，用于當(dāng)向量夾角小于或等于干擾夾角門(mén)限值時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

第二處理子單元，用于當(dāng)向量夾角大于干擾夾角門(mén)限值時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，第一判斷模塊具體還包括：

第三獲取單元，用于獲取第一衛(wèi)星上一次進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域的第一 時(shí)間；

第二判斷單元，用于根據(jù)第一時(shí)間與第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，第二判斷單元具體包括：

第三計(jì)算子單元，用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間的時(shí)間差；

第二判斷子單元，用于判斷時(shí)間差是否大于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期；

第三處理子單元，用于當(dāng)時(shí)間差大于或等于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

第四處理子單元，用于當(dāng)時(shí)間差小于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，頻率復(fù)用裝置還包括：

第二判斷模塊，用于再次判斷第一衛(wèi)星是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

第三處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前獲取的第一衛(wèi)星的瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信；或者，

第四處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信。

本發(fā)明的實(shí)施例的有益效果是：

當(dāng)一軌道高度的第一衛(wèi)星運(yùn)行至另一軌道高度的第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，地面站可將自身天線(xiàn)的波束方向切換至未落入第二衛(wèi)星干擾區(qū)域且與第一衛(wèi)星同星座的第三衛(wèi)星上，以避免第一衛(wèi)星對(duì)第二衛(wèi)星的頻率干擾，以實(shí)現(xiàn)在軌道高度不同的衛(wèi)星之間進(jìn)行頻率復(fù)用，從而保證了衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以復(fù)用幾乎全部的衛(wèi)星頻率資源。

附圖說(shuō)明

圖1表示本發(fā)明的在高低軌道衛(wèi)星間的運(yùn)行過(guò)程示意圖；

圖2表示本發(fā)明的實(shí)施例一的流程示意圖一；

圖3表示本發(fā)明的實(shí)施例一的流程示意圖二；

圖4表示本發(fā)明的實(shí)施例二的具體流程示意圖；

圖5表示圖4中S13的具體流程圖；

圖6表示本發(fā)明的實(shí)施例三的具體流程示意圖；

圖7表示圖6中S15的具體流程圖；

圖8表示本發(fā)明的實(shí)施例四的流程示意圖；

圖9表示本發(fā)明的實(shí)施例五的流程示意圖；

圖10表示本發(fā)明的實(shí)施例六的模塊示意圖。

其中圖中：1、第一衛(wèi)星，2、第二衛(wèi)星，3、第三衛(wèi)星，4、第二衛(wèi)星地面站，5、第一衛(wèi)星地面站；

20、第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域；

101、第一判斷模塊，201、第一處理模塊。

具體實(shí)施方式

下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。雖然附圖中顯示了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，然而應(yīng)當(dāng)理解，可以以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而不應(yīng)被這里闡述的實(shí)施例所限制。相反，提供這些實(shí)施例是為了能夠更透徹地理解本發(fā)明，并且能夠?qū)⒈景l(fā)明的范圍完整的傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。

實(shí)施例一

衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，不同軌道的衛(wèi)星與不同的地面站相互通信，如圖1所示，在該衛(wèi)星系統(tǒng)中包括：第一衛(wèi)星1，第二衛(wèi)星2，與第一衛(wèi)星1同屬一衛(wèi)星星座系統(tǒng)的第三衛(wèi)星3，與第二衛(wèi)星2通信的第二衛(wèi)星地面站4，以及與第一衛(wèi)星1通信的第一衛(wèi)星地面站5。其中，第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2所在的軌道高度不同，假設(shè)第二衛(wèi)星2的頻率使用優(yōu)先級(jí)高于第一衛(wèi)星1和第三衛(wèi)星3，為了避免第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2之間頻率復(fù)用所引起的干擾問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例一提供了一種頻率復(fù)用方法，應(yīng)用于第一衛(wèi)星地面站，具體地，如圖2所示，該頻率復(fù)用方法包括以下步驟：

S10：判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

這里，第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2所在的軌道高度不同，且第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2復(fù)用相同的上下行頻率資源。其中，第一衛(wèi)星1與第一衛(wèi)星地面站5 通信，第二衛(wèi)星2與第二衛(wèi)星地面站4通信，由于目前衛(wèi)星通信通常采用上下行窄帶波束技術(shù)，所以由于第一衛(wèi)星地面站5和第二衛(wèi)星地面站4的地理坐標(biāo)位置不同，因此第一衛(wèi)星1和第二衛(wèi)星2的天線(xiàn)波束方向不同，因而下發(fā)的下行信號(hào)不會(huì)互相干擾。但是通常不同軌道高度的衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí)，從地面站的視角上看會(huì)在軌道平面上存在交叉，這樣從第一衛(wèi)星地面站5或第二衛(wèi)星地面站4的天線(xiàn)波束方向就會(huì)有重疊，因此就不可避免地存在上行同頻干擾問(wèn)題；而每個(gè)衛(wèi)星的天線(xiàn)的波束方向和角度已知，這樣就可根據(jù)已知的天線(xiàn)波束方向及角度計(jì)算每個(gè)衛(wèi)星的干擾區(qū)域。本發(fā)明通過(guò)判斷第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)，來(lái)判斷第一衛(wèi)星1和第二衛(wèi)星2是否存在同頻干擾問(wèn)題。

S20：若第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，則根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向。

其中，假設(shè)第二衛(wèi)星2的頻率使用優(yōu)先級(jí)高于第一衛(wèi)星1，則如果判斷出第一衛(wèi)星1落入到第二衛(wèi)星2的干擾區(qū)域內(nèi)，說(shuō)明第一衛(wèi)星1和第二衛(wèi)星2之間存在同頻干擾問(wèn)題，這時(shí)，需要根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站5的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站5與第三衛(wèi)星3通信。其中，第三衛(wèi)星3與第一衛(wèi)星1同屬一個(gè)衛(wèi)星星座系統(tǒng)，且第三衛(wèi)星3位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20之外。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20邊緣時(shí)，第一衛(wèi)星地面站5會(huì)將自身天線(xiàn)波束方向調(diào)整至于第一衛(wèi)星1同衛(wèi)星星座系統(tǒng)的第三衛(wèi)星3的方向上，斷開(kāi)與第一衛(wèi)星1之間的通信，轉(zhuǎn)而與第三衛(wèi)星3通信，以避免第一衛(wèi)星1位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)時(shí)所造成的上行同頻干擾問(wèn)題。

通過(guò)在軌道高度不同的衛(wèi)星之間進(jìn)行頻率復(fù)用，當(dāng)一軌道高度的第一衛(wèi)星運(yùn)行至另一軌道高度的第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，地面站可將自身天線(xiàn)的波束方向切換至未落入第二衛(wèi)星干擾區(qū)域且與第一衛(wèi)星同星座的第三衛(wèi)星上，以避免第一衛(wèi)星對(duì)第二衛(wèi)星的頻率干擾，從而保證了衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以復(fù)用幾乎全部的衛(wèi)星頻率資源。

其中，如圖3所示，上述頻率復(fù)用方法還包括：

S30：若第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，則繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。

當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)時(shí)，第一衛(wèi)星地面站5和第二衛(wèi)星地面站4的天線(xiàn)波束方向不同，不會(huì)出現(xiàn)上行同頻干擾問(wèn)題，第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2可復(fù)用相同的上下行頻率資源。

實(shí)施例二

具體判斷第一衛(wèi)星是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)的實(shí)現(xiàn)方式有多種，下面將結(jié)合圖4對(duì)其中的一種方式進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。

其中，S10具體可參照以下步驟實(shí)現(xiàn)：

S11：獲取與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星的第一瞬時(shí)位置信息。

這里是指，第一衛(wèi)星地面站5能夠獲取到第一衛(wèi)星1的第一瞬時(shí)位置信息，即第一衛(wèi)星1的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息，這里具體獲取方式，可以是第一衛(wèi)星地面站1具備定位能力，能夠計(jì)算出第一衛(wèi)星1的瞬時(shí)位置信息；亦或者是第一衛(wèi)星1具備定位能力，能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)出自身所在的位置信息，并在與第一衛(wèi)星地面站5通信的過(guò)程中將自身的實(shí)時(shí)位置發(fā)送至第一衛(wèi)星地面站5。

S12：獲取第二衛(wèi)星的第二瞬時(shí)位置信息，確定第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域。

同上，第二衛(wèi)星2的瞬時(shí)位置信息既可以是第二衛(wèi)星地面站4計(jì)算得出并告知第一衛(wèi)星地面站5的，亦可以是由第二衛(wèi)星地面站4計(jì)算得出，并告知第一衛(wèi)星地面站5的。

S13：根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息和第二瞬時(shí)位置信息，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

根據(jù)獲取到的第一衛(wèi)星1的第一瞬時(shí)位置信息，以及第二衛(wèi)星2的第二瞬時(shí)位置信息，可以判斷處第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)。

其中，具體如何進(jìn)行判斷，可參照如圖5所示的步驟實(shí)現(xiàn)：

S131：根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星之間的第一向量。

這里指的是，第一衛(wèi)星地面站5具備定位能力，可獲知自身的地理坐標(biāo)信息，亦可獲取第一衛(wèi)星1的第一瞬時(shí)位置信息。假設(shè)：當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星地面站5的地理坐標(biāo)信息為D₁(x₁，y₁，z₁)，第一衛(wèi)星1的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息為D′₁(x′₁，y′₁，z′₁)時(shí)，第一向量為l₁(x₁-x′₁，y₁-y′₁，z₁-z′₁)。

S132：根據(jù)第二瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第二衛(wèi)星之間的第二向量。

同理，假設(shè)：第二衛(wèi)星2的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息為D′₂(x′₂，y′₂，z′₂)時(shí)，第二向量為l₂(x₁-x′₂，y₁-y′₂，z₁-z′₂)。

S133：判斷第一向量與第二向量之間的向量夾角是否小于干擾夾角門(mén)限值。

其中，干擾夾角門(mén)限值為第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域與第一衛(wèi)星地面站之間的夾角的最大值。其中，根據(jù)三維向量夾角計(jì)算公式，可以計(jì)算得出第一向量l₁與第二向量l₂之間的夾角的余弦為從而計(jì)算出向量夾角。

S134：若向量夾角小于或等于干擾夾角門(mén)限值，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，當(dāng)向量夾角小于或等于上述干擾夾角門(mén)限值時(shí)，表示第一衛(wèi)星1運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)。

S135：若向量夾角大于干擾夾角門(mén)限值，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

當(dāng)向量夾角大于上述干擾夾角門(mén)限值時(shí)，表示第一衛(wèi)星1未運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)。

在S13判斷出第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域后，還包括S20或S30。

如果判斷出第一衛(wèi)星1落入到第二衛(wèi)星2的干擾區(qū)域內(nèi)，說(shuō)明第一衛(wèi)星1和第二衛(wèi)星2之間存在同頻干擾問(wèn)題，這時(shí)，需要根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站5的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站5與第三衛(wèi)星3通信。其中，第三衛(wèi)星3與第一衛(wèi)星1同屬一個(gè)衛(wèi)星星座系統(tǒng)，且第三衛(wèi)星3位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20之外。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20邊緣時(shí)，第一衛(wèi)星地面站5會(huì)將自身天線(xiàn)波束方向調(diào)整至于第一衛(wèi)星1同衛(wèi)星星座系統(tǒng)的第三衛(wèi)星3的方向上，斷開(kāi)與第一衛(wèi)星1之間的通信，轉(zhuǎn)而與第三衛(wèi)星3通信，以避免第一衛(wèi)星1位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)時(shí)所造成的上行同頻干擾問(wèn)題。

如果判斷出第一衛(wèi)星1未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)時(shí)，繼續(xù)保持第 一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。由于第一衛(wèi)星地面站5和第二衛(wèi)星地面站4的天線(xiàn)波束方向不同，故而不會(huì)出現(xiàn)上行同頻干擾問(wèn)題，第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2可復(fù)用相同的上下行頻率資源。

實(shí)施例三

以上是基于第一衛(wèi)星1、第二衛(wèi)星2與第一衛(wèi)星地面站5之間的位置關(guān)系判斷第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)。下面將結(jié)合圖6對(duì)其中的另外一種方式進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明，其中，該方式相對(duì)于實(shí)施例二中的方式，更適用于第二衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星的情況。

其中，S10具體還可參照以下步驟實(shí)現(xiàn)：

S14：獲取第一衛(wèi)星上一次進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域的第一時(shí)間。

這里是指，每當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1剛好運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20時(shí)，記錄下該時(shí)間，上一次運(yùn)行到該位置的時(shí)間為第一時(shí)間。

S15：根據(jù)第一時(shí)間與第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

由于地球同步衛(wèi)星與第一衛(wèi)星地面站的相對(duì)位置不變，因此，第一衛(wèi)星1的運(yùn)行周期剛好是第一衛(wèi)星1運(yùn)行至相同位置的間隔時(shí)間。這樣，根據(jù)第一時(shí)間和該運(yùn)行周期，即可判斷出第一衛(wèi)星1是否落入至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)。

具體地，具體如何進(jìn)行判斷，可參照如圖7所示的步驟實(shí)現(xiàn)，S15具體包括：

S151：計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間的時(shí)間差。

S152：判斷時(shí)間差是否大于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期。

S153：若時(shí)間差大于或等于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

S154：若時(shí)間差小于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，則判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

這里是說(shuō)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與上一次第一衛(wèi)星1剛好運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20時(shí)的時(shí)間差，如果該時(shí)間差小于第一衛(wèi)星1的運(yùn)行周期，則說(shuō)明這時(shí)第一衛(wèi)星1還未再次進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20，如果該時(shí)間差大于或等于 第一衛(wèi)星1的運(yùn)行周期，則說(shuō)明這時(shí)第一衛(wèi)星1再次進(jìn)入了第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20。值得指出的是，采用該方式時(shí)還需要記錄上一次第一衛(wèi)星1剛好運(yùn)行出第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20時(shí)的時(shí)間，可記錄第一衛(wèi)星1在第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間，從而更加精準(zhǔn)地判斷第一衛(wèi)星1是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)。

值得指出的是，除了以上基于時(shí)間差的方式對(duì)第一衛(wèi)星1是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)的判斷外，還可以采用定時(shí)器的方式，其中，當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1剛好運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20時(shí)，啟動(dòng)一定時(shí)器，其中，該定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間為第一衛(wèi)星1在第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間；當(dāng)該定時(shí)器工作時(shí)，則判斷第一衛(wèi)星1位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)；當(dāng)該定時(shí)器不工作時(shí)，則判斷第一衛(wèi)星1位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20外。其中，基于時(shí)間信息判斷的方式，相對(duì)于基于位置信息判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)的方式，計(jì)算量更小，計(jì)算精度更高。

在S15判斷出第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域后，還包括S20或S30。

如果判斷出第一衛(wèi)星1落入到第二衛(wèi)星2的干擾區(qū)域內(nèi)，說(shuō)明第一衛(wèi)星1和第二衛(wèi)星2之間存在同頻干擾問(wèn)題，這時(shí)，需要根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站5的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站5與第三衛(wèi)星3通信。其中，第三衛(wèi)星3與第一衛(wèi)星1同屬一個(gè)衛(wèi)星星座系統(tǒng)，且第三衛(wèi)星3位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20之外。也就是說(shuō)，當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1運(yùn)行至第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20邊緣時(shí)，第一衛(wèi)星地面站5會(huì)將自身天線(xiàn)波束方向調(diào)整至于第一衛(wèi)星1同衛(wèi)星星座系統(tǒng)的第三衛(wèi)星3的方向上，斷開(kāi)與第一衛(wèi)星1之間的通信，轉(zhuǎn)而與第三衛(wèi)星3通信，以避免第一衛(wèi)星1位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)時(shí)所造成的上行同頻干擾問(wèn)題。

如果判斷出第一衛(wèi)星1未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)時(shí)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。由于第一衛(wèi)星地面站5和第二衛(wèi)星地面站4的天線(xiàn)波束方向不同，故而不會(huì)出現(xiàn)上行同頻干擾問(wèn)題，第一衛(wèi)星1與第二衛(wèi)星2可復(fù)用相同的上下行頻率資源。

實(shí)施例四

其中，為了避免第一衛(wèi)星1對(duì)第二衛(wèi)星2的上行信號(hào)的同頻干擾，在S10判斷出第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)后，當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20時(shí)，第一衛(wèi)星地面站5會(huì)將自身天線(xiàn)波束方向由第一衛(wèi)星1切換至第三衛(wèi)星3的方向上。當(dāng)S20切換完成后，本發(fā)明的頻率復(fù)用方法還包括如圖8所示的步驟：

S40：再次判斷第一衛(wèi)星是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

判斷方式可采用上述實(shí)施例二或?qū)嵤├蚱渌绞綄?shí)現(xiàn)。

S41：若第一衛(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，則根據(jù)當(dāng)前獲取的第一衛(wèi)星的瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。

如果當(dāng)前第一衛(wèi)星1不在第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)，第一衛(wèi)星地面站5可根據(jù)第一衛(wèi)星1的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息將自身天線(xiàn)波束方向由第三衛(wèi)星3的方向切換至第一衛(wèi)星1的方向，以使第一衛(wèi)星地面站5與第一衛(wèi)星1進(jìn)行通信。

實(shí)施例五

或者，為了避免第一衛(wèi)星1對(duì)第二衛(wèi)星2的上行信號(hào)的同頻干擾，在S10判斷出第一衛(wèi)星1是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20內(nèi)后，當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星1進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域20時(shí)，第一衛(wèi)星地面站5會(huì)將自身天線(xiàn)波束方向由第一衛(wèi)星1切換至第三衛(wèi)星3的方向上。當(dāng)S20切換完成后，本發(fā)明的頻率復(fù)用方法還包括如圖9所示的步驟：

S40：再次判斷第一衛(wèi)星是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

判斷方式可采用上述實(shí)施例二或?qū)嵤├蚱渌绞綄?shí)現(xiàn)。

在S40之后，還包括：

S42：若第一衛(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信。

由于第三衛(wèi)星3與第一衛(wèi)星1同屬于一衛(wèi)星星座系統(tǒng)，故而上述兩衛(wèi)星所承載的業(yè)務(wù)相似或相同，因此可不再將第一衛(wèi)星地面站5的天線(xiàn)波束方向調(diào)整至第一衛(wèi)星1的方向上，而繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站5與第三衛(wèi)星3進(jìn)行通信，亦不會(huì)對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)產(chǎn)生不利影響。

綜上，本發(fā)明實(shí)施例提供的頻率復(fù)用方法，通過(guò)在軌道高度不同的衛(wèi)星之 間進(jìn)行頻率復(fù)用，當(dāng)一軌道高度的第一衛(wèi)星運(yùn)行至另一軌道高度的第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，地面站可將自身天線(xiàn)的波束方向切換至未落入第二衛(wèi)星干擾區(qū)域且與第一衛(wèi)星同星座的第三衛(wèi)星上，以避免第一衛(wèi)星對(duì)第二衛(wèi)星的頻率干擾，從而保證了衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以復(fù)用幾乎全部的衛(wèi)星頻率資源。

實(shí)施例六

依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的再一個(gè)方面，還提供了一種在高低軌道衛(wèi)星間的頻率復(fù)用裝置，應(yīng)用于第一衛(wèi)星地面站，該頻率復(fù)用裝置具體包括：

第一判斷模塊101，用于判斷與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)，其中，第一衛(wèi)星和第二衛(wèi)星所在的軌道高度不同，且第一衛(wèi)星和第二衛(wèi)星使用相同的上下行頻率資源；

第一處理模塊201，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，根據(jù)第三衛(wèi)星的當(dāng)前瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信；其中，第三衛(wèi)星與第一衛(wèi)星同屬一衛(wèi)星星座系統(tǒng)，且第三衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域外。

其中，該頻率復(fù)用裝置還包括：

第二處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信。

其中，第一判斷模塊101具體包括：

第一獲取單元，用于獲取與第一衛(wèi)星地面站進(jìn)行通信的第一衛(wèi)星的第一瞬時(shí)位置信息；

第二獲取單元，用于獲取第二衛(wèi)星的第二瞬時(shí)位置信息，確定第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域；

第一判斷單元，用于根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息和第二瞬時(shí)位置信息，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，第一判斷單元具體包括：

第一計(jì)算子單元，用于根據(jù)第一瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星之間的第一向量；

第二計(jì)算子單元，用于根據(jù)第二瞬時(shí)位置信息，計(jì)算第一衛(wèi)星地面站與第二衛(wèi)星之間的第二向量；

第一判斷子單元，用于判斷第一向量與第二向量之間的向量夾角是否小于干擾夾角門(mén)限值；其中，干擾夾角門(mén)限值為第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域與第一衛(wèi)星地面站之間的夾角的最大值；

第一處理子單元，用于當(dāng)向量夾角小于或等于干擾夾角門(mén)限值時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

第二處理子單元，用于當(dāng)向量夾角大于干擾夾角門(mén)限值時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，第一判斷模塊101具體還包括：

第三獲取單元，用于獲取第一衛(wèi)星上一次進(jìn)入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域的第一時(shí)間；

第二判斷單元，用于根據(jù)第一時(shí)間與第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期，判斷第一衛(wèi)星是否位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，第二判斷單元具體包括：

第三計(jì)算子單元，用于計(jì)算當(dāng)前時(shí)間與第一時(shí)間的時(shí)間差；

第二判斷子單元，用于判斷時(shí)間差是否大于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期；

第三處理子單元，用于當(dāng)時(shí)間差大于或等于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

第四處理子單元，用于當(dāng)時(shí)間差小于第一衛(wèi)星的運(yùn)行周期時(shí)，判斷結(jié)果為第一衛(wèi)星未位于第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)。

其中，頻率復(fù)用裝置還包括：

第二判斷模塊，用于再次判斷第一衛(wèi)星是否落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)；

第三處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，根據(jù)當(dāng)前獲取的第一衛(wèi)星的瞬時(shí)位置信息調(diào)整第一衛(wèi)星地面站的天線(xiàn)波束方向，以使第一衛(wèi)星地面站與第一衛(wèi)星進(jìn)行通信；或者，

第四處理模塊，用于當(dāng)?shù)谝恍l(wèi)星未落入第二衛(wèi)星的干擾區(qū)域內(nèi)時(shí)，繼續(xù)保持第一衛(wèi)星地面站與第三衛(wèi)星進(jìn)行通信。

需要說(shuō)明的是，該頻率復(fù)用裝置是與上述頻率復(fù)用方法對(duì)應(yīng)的裝置，上述方法實(shí)施例中所有實(shí)現(xiàn)方式均適用于該裝置的實(shí)施例中，也能達(dá)到相同的技術(shù)效果。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述的原理前提下還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。