一种基于低轨互联网星座的通导共生架构设计方法

本说明书涉及导航定位，尤其涉及一种基于低轨互联网星座的通导共生架构设计方法。

背景技术：

1、当前，全球卫星导航系统不断发展优化，卫星定位已经融入到社会各行各业中。但是，随着行业应用不断拓展，其弊端也不断展现出来，主要体现在信号落地强度弱、穿透能力差、易被干扰和欺骗，在城市峡谷、森林等信号拒止环境下易受遮蔽和阻断。而自1987年“铱星”系统提出以来，世界各国低轨互联网星座发展迅速，其自身所具有的独特优势为解决现有卫星导航系统的弊端提供了契机。通过使用用户导航位置信息，可以计算用户终端与低轨卫星的通信信号路径，进而优化波束覆盖与功率分配。但是，现有通导共生系统设计时未能充分利用低轨星座的通信能力和导航优势，形成统一服务体系。

2、因此，如何建立基于低轨互联网星座的通导共生系统，使得通信、导航深度融合，进一步提升现有卫星导航系统服务性能，是需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本说明书实施例的目的是针对上述问题，提供一种基于低轨互联网星座的通导共生架构设计方法、装置、电子设备和存储介质。

2、为解决上述技术问题，本说明书实施例是这样实现的：

3、第一方面，提出一种基于低轨互联网星座的通导共生架构设计方法，适用于对基于低轨互联网星座的通导共生系统进行设计；所述方法包括：

4、由地面主控中心依据gnss导航星座和低轨互联网星座的导航信号观测值，解算生成导航增强电文并发送至低轨互联网星座；

5、由低轨互联网星座对导航增强电文进行多维度融合增强后播发至用户终端；

6、由用户终端依据导航增强电文，生成精确位置坐标并发送至低轨互联网星座；

7、由低轨互联网星座依据精确位置坐标，调整调度相应卫星通信导航资源。

8、进一步地，所述地面主控中心包括地面监测站、地面主控站、地面信关站；以及，由所述地面监测站接收所述gnss导航星座和所述低轨互联网星座的所述导航信号观测值；由所述地面主控站依据所述导航信号观测值，解算获得所述gnss导航星座和所述低轨互联网星座的导航增强信息，所述导航增强信息至少包括精密星历与钟差以及区域/全球大气延迟量；以及，依据所述导航增强信息，生成所述导航增强电文；由所述地面信关站通过上行链路，发送所述导航增强电文至所述低轨互联网星座。

9、进一步地，所述低轨互联网星座对所述导航增强电文进行多维度融合增强后播发至所述用户终端，包括：

10、接收所述导航增强电文；

11、采用频率相融方式，共享导航定位信号和通信信号的频谱，以及进行频域和功率域的非正交叠加；

12、采用信息相融和信号相融方式，利用通信信道传输所述导航增强电文和导航定位信号；

13、播发融合增强后的所述导航增强电文至所述用户终端。

14、进一步地，由所述用户终端依据所述导航增强电文，生成精确位置坐标并发送至所述低轨互联网星座，包括：

15、接收所述gnss导航星座和所述低轨互联网星座播发的导航信号，生成本地观测值文件；

16、选择低轨互联网卫星并与其建立通信连接后，接收低轨互联网卫星播发的所述导航增强电文；

17、依据所述导航增强电文与所述本地观测值文件，解算获得用户终端的所述精确位置坐标；

18、发送所述精确位置坐标和/或用户终端请求指令至所述低轨互联网星座。

19、进一步地，由所述低轨互联网星座依据所述精确位置坐标，调整调度相应卫星通信导航资源，包括：

20、接收所述精确位置坐标和/或所述用户终端请求指令；

21、依据所述精确位置坐标和/或所述用户终端请求指令，调度卫星时频资源，以满足不同区域通信业务量请求和定位业务量请求。

22、进一步地，依据所述精确位置坐标和/或所述用户终端请求指令，调度卫星时频资源，以满足不同区域的通信业务量请求和定位业务量请求，包括：采用跳波束方式，以保证通信速率满足要求且最大化定位请求为目标，建立目标函数和约束条件，进行卫星时频资源调度：

23、

24、式中，k表示地面单元个数，pi表示卫星波束分配的定位业务量，ci表示卫星波束分配的通信业务量，tpi表示对应地面单元的定位业务请求，tci表示对应地面单元的通信业务请求。

25、进一步地，由所述低轨互联网星座依据所述精确位置坐标，调整调度相应卫星通信导航资源，还包括：依据所述用户终端请求指令，调度分配卫星功率资源，以满足通信用户服务质量前提下的定位结果误差要求。

26、进一步地，依据所述用户终端请求指令，调度分配卫星功率资源，以满足通信用户服务质量前提下的定位结果误差要求，包括对通信用户设置误码率约束和/或对定位用户总发射功率设置阈值。

27、进一步地，由所述低轨互联网星座依据所述精确位置坐标，调整调度相应卫星通信导航资源，还包括：当接收到所述用户终端发送的特殊用户需求后，采用窄波束功率增强的点播模式，实现星地联合波束资源调度。

28、第二方面，提出一种基于低轨互联网星座的通导共生系统，所述系统采用第一方面所述的基于低轨互联网星座的通导共生架构设计方法进行设计，包括gnss导航星座、低轨互联网星座、地面主控中心和用户终端；其中，

29、地面主控中心，被配置为依据gnss导航星座和低轨互联网星座的导航信号观测值，解算生成导航增强电文并发送至低轨互联网星座；

30、用户终端，被配置为依据导航增强电文，生成精确位置坐标并发送至低轨互联网星座；

31、低轨互联网星座，被配置为对导航增强电文进行多维度融合增强后，播发至用户终端；以及依据精确位置坐标，调整调度相应卫星通信导航资源。

32、第三方面，提出一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并且可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时，实现如第一方面所述方法的步骤。

33、第四方面，提出一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被包括多个应用程序的电子设备执行时，使得所述电子设备执行第一方面所述方法的步骤。

34、本说明书至少可以达到以下技术效果：

35、本技术实施例的基于低轨互联网星座的通导共生架构设计方法，适用于对基于低轨互联网星座的通导共生系统进行设计，由地面主控中心依据gnss导航星座和低轨互联网星座的导航信号观测值，解算生成导航增强电文并发送至低轨互联网星座；由低轨互联网星座对导航增强电文进行多维度融合增强后播发至用户终端；由用户终端依据导航增强电文，生成精确位置坐标并发送至低轨互联网星座；由低轨互联网星座依据精确位置坐标，调整调度相应卫星通信导航资源。本发明利用高精度位置信息，可以实现通信链路优化、波束切换控制和动态调度与优化，为不同场景下的用户提供高效可靠稳定的通信传输。

36、(1)用户终端可从通信链路中获取导航增强信息，从而利用gnss/低轨导航观测值实现精密定位；

37、(2)采用频率融合的方式，使得通信信号、导航信号共享频谱，对接入用户提供所需服务；采用信号融合、信息融合的方式，可提高导航信号功率与导航电文可获取性；

38、(3)低轨互联网星座利用用户终端上传的位置信息、请求指令，计算区域通信业务量和定位业务量，进而优化时频资源；在接收到特殊用户请求后，可由广播模式切换到窄波束功率增强的点播模式，从而提供通信导航服务。