[发明专利]基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法

权利要求书

1.一种基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，所述方法包括如下内容：

临近空间飞艇接收船舶发出的AIS报文，获取船舶的经纬度坐标；

将船舶的经纬度坐标转换为以临近空间飞艇在海平面投影点为原点的极坐标系下的极坐标；

临近空间飞艇根据极坐标确定并调整信号发射终端的发射功率和波束方向；

临近空间飞艇实时接收船舶发出的AIS报文，根据船舶的经纬度坐标及其对应的极坐标的变化，对信号发射终端的发射功率和波束方向进行实时自动调整。

2.根据权利要求1所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，AIS报文包括船舶的GNSS定位信息。

3.根据权利要求1所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，临近空间飞艇利用AIS接收机接收船舶发出的AIS报文，利用信号发射终端发射通信信号；

船舶利用AIS发射机发出AIS报文，利用信号接收终端接收通信信号。

4.根据权利要求3所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，AIS接收机采用全向接收机；

信号发射终端采用定向发射终端；

信号接收终端采用全向接收终端。

5.根据权利要求1所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，将船舶的经纬度坐标转换为以临近空间飞艇在海平面投影点为原点的极坐标系下的极坐标，包括如下内容：

建立极坐标系：以临近空间飞艇在海平面的垂直投影点作为极坐标系的坐标原点建立极坐标系；

进行坐标转换：基于建立的极坐标系，将船舶的经纬度坐标转换为极坐标。

6.根据权利要求5所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，建立极坐标系包括：采用O-A表示极坐标系，临近空间飞艇在海平面的垂直投影点为极坐标系的坐标原点O，极轴OA与纬线平行并指向地球自转方向，角度以逆时针方向为正。

7.根据权利要求6所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，船舶的经纬度坐标通过式1和式2转换为以临近空间飞艇在海平面投影点为原点的极坐标系下的极坐标；

其中，(x₀,y₀)表示临近空间飞艇在海平面的垂直投影点的经纬度坐标，(x,y)表示船舶的经纬度坐标，r表示地球同一经度上纬度值相差一度的两点间的距离值，(ρ,θ)表示船舶的极坐标。

8.根据权利要求7所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，信号发射终端的发射功率通过式3计算；

其中，G表示信号发射终端的发射功率，G₀表示发射功率预定值，h表示临近空间飞艇与其在海平面的垂直投影点的高度差。

9.根据权利要求7所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，信号发射终端的波束方向的方位角和俯仰角通过式4和式5计算；

α＝θ (4)

β＝arctg(ρ/h) (5)

其中，α表示波束方向的方位角，β表示波束方向的俯仰角。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于AIS的临近空间飞艇与船舶的自适应通信方法，其特征在于，所述方法还包括：预先制备并存储船舶的极坐标与临近空间飞艇的信号发射终端的发射功率及波束方向的相关关系表。