1.本技术涉及通信领域，尤其涉及波束中心的位置确定方法、装置及计算机存储介质。
背景技术：2.在卫星与地面进行通信时，需要先通过仿真的方法确定出卫星的波束中心在地心坐标系中的位置以确定卫星的波束在地面上的覆盖范围，进而可以实现卫星的波束的增益计算和干扰计算等。
3.在现有的技术中，通常能够在仿真卫星与地面相对静止时确定卫星的波束中心在地心坐标系中的位置。然而，由于卫星与地面相对静止时波束中心相对地面不变，在卫星相对地面不断运动时，波束中心相对地面也在不断变化，因而现有的技术并不能在仿真卫星相对地面不断运动时确定卫星的波束中心在地心坐标系中的位置。
技术实现要素：4.本技术提供一种波束中心的位置确定方法、装置及计算机存储介质，能够在仿真卫星相对地面不断运动时确定卫星的波束中心在地球上的位置。
5.为达到上述目的，本技术采用如下技术方案：
6.第一方面，提供了一种波束中心的位置确定方法，该方法可以由波束中心的位置确定装置执行，该方法包括：获取卫星的波束倾角和卫星距离地面的高度，波束倾角为卫星的波束中心线与卫星与地心的连线之间的夹角；根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，第一坐标系中的一个坐标轴指向卫星，且第一坐标系的原点为地心；确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，第二位置为波束中心在地球上的位置。
7.基于该方案，由于第一坐标系的一个坐标轴指向卫星，因而当卫星相对地面不断运动时，卫星相对该第一坐标系是固定不动的，卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置相对该第一坐标系也是固定不动的。在确定预设波束中心在第一坐标系中的第一位置后，通过确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，即能在仿真卫星相对地面不断运动时确定卫星的波束中心在地球上的位置。
8.结合第一方面，在第一方面的某些实施方式中，根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，包括：根据地球半径、高度和波束倾角确定目标圆锥在第一坐标系中的第一方程，目标圆锥的顶点为卫星，目标圆锥的母线为波束中心线，目标圆锥的轴为卫星与地心的连线；根据第一方程和预设第二方程确定目标圆在第一坐标系中的第三方程，预设第二方程表征地球在第一坐标系中的方程，目标圆为目标圆锥与地球的相交圆；将第三方程中任意一点的位置确定为第一位置。
9.基于该方案，位置确定装置根据波束倾角、地球半径和高度确定表征目标圆锥的第一方程，再根据第一方程和表征地球的预设第二方程确定表征目标圆锥和地球相交的目
标圆的第三方程后，即能将第三方程中的任意一点的位置确定为第一位置。
10.结合第一方面，在第一方面的某些实施方式中，确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，包括：根据第一位置和坐标转换矩阵得到第二位置，坐标转换矩阵表征第一坐标系和地心坐标系之间的转换关系。
11.基于以上方案，位置确定装置能够根据第一位置和坐标转换矩阵得到第二位置。
12.结合第一方面，在第一方面的某些实施方式中，方法还包括：
13.确定地心坐标系的多个旋转角度；多个旋转角度与地心坐标系的多个坐标轴一一对应，多个旋转角度用于以各旋转角度对应的坐标轴为旋转轴，依次对地心坐标系进行旋转，使得旋转后的地心坐标系与第一坐标系重合；根据多个旋转角度，确定坐标转换矩阵。基于以上方案，位置确定装置能够确定出多个旋转角度并根据多个旋转角度确定坐标转换矩阵。
14.第二方面，提供了一种波束中心的位置确定装置用于实现上述第一方面的波束中心的位置确定方法。该波束中心的位置确定装置包括实现上述方法相应的模块、单元、或手段(means)，该模块、单元、或means可以通过硬件实现，软件实现，或者通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块或单元。
15.结合第二方面，在第二方面的某些实施方式中，波束中心的位置确定装置包括：获取模块和处理模块；获取模块，用于获取卫星的波束倾角和卫星距离地面的高度，波束倾角为卫星的波束中心线与卫星与地心的连线之间的夹角；处理模块，用于根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，第一坐标系中的一个坐标轴指向卫星，且第一坐标系的原点为地心；处理模块，还用于确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，第二位置为波束中心在地球上的位置。
16.结合第二方面，在第二方面的某些实施方式中，处理模块，用于根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，包括：根据地球半径、高度和波束倾角确定目标圆锥在第一坐标系中的第一方程，目标圆锥的顶点为卫星，目标圆锥的母线为波束中心线，目标圆锥的轴为卫星与地心的连线；根据第一方程和预设第二方程确定目标圆在第一坐标系中的第三方程，预设第二方程表征地球在第一坐标系中的方程，目标圆为目标圆锥与地球的相交圆；将第三方程中任意一点的位置确定为第一位置。
17.结合第二方面，在第二方面的某些实施方式中，处理模块，还用于确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，包括：根据第一位置和坐标转换矩阵得到第二位置，坐标转换矩阵表征第一坐标系和地心坐标系之间的转换关系。
18.结合第二方面，在第二方面的某些实施方式中，处理模块，还用于：确定地心坐标系的多个旋转角度；多个旋转角度与地心坐标系的多个坐标轴一一对应，多个旋转角度用于以各旋转角度对应的坐标轴为旋转轴，依次对地心坐标系进行旋转，使得旋转后的地心坐标系与第一坐标系重合；根据多个旋转角度，确定坐标转换矩阵。
19.第三方面，提供了一种波束中心的位置确定装置，包括：至少一个处理器、用于存储处理器可执行的指令的存储器；其中，处理器被配置为执行指令，以实现如第一方面及其任一种可能的设计方式所提供的波束中心的位置确定方法。
20.第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，当计算机可读存储介质中的指令由波束中心的位置确定装置的处理器执行时，使得波束中心的位置确定装置能够执行如第一
方面及其任一种可能的设计方式所提供的波束中心的位置确定方法。
21.第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行上述第一方面的方法。
22.第六方面，提供了一种芯片系统，包括：处理器和接口电路；接口电路，用于接收计算机程序或指令并传输至处理器；处理器用于执行计算机程序或指令，以使该芯片系统执执行如上述第一方面的方法。
附图说明
23.图1为本技术提供的一种波束中心的位置确定系统的结构示意图；
24.图2为本技术提供的一种波束中心的位置确定方法的流程示意图；
25.图3a为本技术提供的一种第一坐标系的第一个坐标轴示意图；
26.图3b为本技术提供的一种第一坐标系的第二个坐标轴示意图；
27.图3c为本技术提供的一种第一坐标系的第三个坐标轴示意图；
28.图4为本技术提供的一种确定第一位置方法的流程示意图；
29.图5a为本技术提供的一种波束中心位置分布示意图；
30.图5b为本技术提供的另一种波束中心位置分布示意图；
31.图6为本技术提供的一种确定坐标转换矩阵方法的流程示意图；
32.图7为本技术提供的一种坐标系转换示意图；
33.图8为本技术提供的一种卫星的波束中心仿真结果示例图；
34.图9为本技术提供的一种位置确定装置的结构示意图；
35.图10为本技术提供的另一种位置确定装置的结构示意图。
具体实施方式
36.在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b，或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a-b，a-c，b-c，或a-b-c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
37.另外，为了便于清楚描述本技术实施例的技术方案，在本技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
38.同时，在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念，便于理解。
39.可以理解，说明书通篇中提到的“实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各个实施例未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。可以理解，在本技术的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的
先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
40.可以理解，在本技术中，“当
…
时”、“若”以及“如果”均指在某种客观情况下会做出相应的处理，并非是限定时间，且也不要求实现时一定要有判断的动作，也不意味着存在其它限定。
41.可以理解，本技术实施例中的一些可选的特征，在某些场景下，可以不依赖于其他特征，比如其当前所基于的方案，而独立实施，解决相应的技术问题，达到相应的效果，也可以在某些场景下，依据需求与其他特征进行结合。相应的，本技术实施例中给出的装置也可以相应的实现这些特征或功能，在此不予赘述。
42.本技术中，除特殊说明外，各个实施例之间相同或相似的部分可以互相参考。在本技术中各个实施例、以及各实施例中的各个实现方法中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间、以及各实施例中的各个实现方法之间的术语和/或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例、以及各实施例中的各个实现方法中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例、实施方式、实施方法、或实现方法。以下的本技术实施方式并不构成对本技术保护范围的限定。
43.本公开实施例提供的波束中心的位置确定方法可以适用于波束中心的位置确定系统(为便于描述，后续简称为位置确定系统)。图1示出了该位置确定系统的一种结构示意图。如图1所示，位置确定系统10包括波束中心的位置确定装置(为便于描述，后续简称为位置确定装置)11以及电子设备12。位置确定装置11与电子设备12连接。位置确定装置11与电子设备12之间可以采用有线方式连接，也可以采用无线方式连接，本公开实施例对此不作限定。
44.位置确定装置11可以用于与电子设备12进行数据交互，例如，位置确定装置11可以用于接收电子设备发送的相关卫星数据，并向电子设备发送生成的波束中心的位置数据。
45.位置确定装置11还可以执行本公开实施例中的波束中心的位置确定方法，例如，用于对接收到的相关卫星数据进行相应的处理，以得到波束中心的位置数据。
46.电子设备12获取自身中存储的相关卫星数据或者接受其他类似设备发送的相关卫星数据。
47.示例性的，电子设备12包括有存储模块以及通信模块。存储模块用于存储相关卫星数据。通信模块用于与位置确定装置11进行数据交互。
48.需要说明的，位置确定装置11和电子设备12可以为相互独立的设备，也可以集成于同一设备中，本公开对此不作具体限定。
49.当位置确定装置11和电子设备12集成于同一设备时，位置确定装置11和电子设备12之间的通信方式为该设备内部模块之间的通信。这种情况下，二者之间的通信流程与“位置确定装置11和电子设备12之间相互独立的情况下，二者之间的通信流程”相同。
50.在本公开提供的以下实施例中，本公开以位置确定装置11和电子设备12相互独立设置为例进行说明。
51.在实际应用中，本公开实施例提供的波束中心的位置确定方法可以应用于位置确定装置，也可以应用于位置确定装置中包括的装置，下面结合附图，以波束中心的位置确定
方法应用于位置确定装置为例，对本公开实施例提供的波束中心的位置确定方法进行描述。
52.图2为本技术提供的一种波束中心的位置确定方法的流程示意图，如图2所示，本公开实施例提供的波束中心的位置确定方法包括下述步骤。
53.s201、位置确定装置获取卫星的波束倾角和卫星距离地面的高度。
54.其中，波束倾角为卫星的波束中心线与卫星与地心的连线之间的夹角。
55.作为一种可能的实现方式，位置确定装置可以从图1所示的电子设备12中获取卫星的波束倾角和卫星距离地面的高度，本技术对获取的具体方式不作限制。
56.示例性的，波束倾角可以为10
°
，或者波束倾角可以为20
°
。当然，波束倾角也可以为其他角度，本技术对此不作限制。
57.示例性的，卫星距离地面的高度可以为1000千米(km)，或者卫星距离地面的高度可以为1100km。当然，卫星距离地面的高度也可以为其他高度，本技术对此不作限制。
58.s202、位置确定装置根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置。
59.其中，第一坐标系中的一个坐标轴指向卫星，且第一坐标系的原点为地心。
60.需要说明的是，对于第一坐标系，图3a为本技术提供的一种第一坐标系的第一个坐标轴示意图，如图3a所示，第一坐标系的原点为地心，第一坐标系中的第一个坐标轴的正方向为地心指向卫星的方向，例如，该第一个坐标轴可以为第一坐标系的z轴。图3b为本技术提供的一种第一坐标系的第二个坐标轴示意图，如图3b所示，第一坐标系的第二个坐标轴的正方向为地心指向过地心且与上述第一个坐标轴垂直的平面上的任意一点的方向，例如，该第二个坐标轴可以为第一坐标系的x轴。图3c为本技术提供的一种第一坐标系的第三个坐标轴示意图，如图3c所示(图3c所示的第一坐标系满足右手坐标系的要求)，在第一坐标系的两个坐标轴的正方向确定后，第一坐标系的第三个坐标轴的正方向为第一坐标轴和第二个坐标轴所在的平面过地心的法向量，例如，该第三个坐标轴可以为第一坐标系的y轴。
61.由于第一坐标轴和第二个坐标轴所在的平面过地心的法向量有两个方向，因此，在实际应用中，可以从该两个方向中随机选定一个方向作为第一坐标系的第三个坐标轴的正方向。由于第一坐标系需要满足右手坐标系的要求，后续确定的波束中心在地球上的位置才能正确，因此在后续确定出波束中心在地球上的位置后，若波束中心在地球上的位置距离星下点的距离小于地球的半径，则说明第一坐标系满足右手坐标系的要求，确定的波束中心在地球上的位置正确。若波束中心在地球上的位置距离星下点的距离大于地球的半径，则说明第一坐标系不满足右手坐标系的要求，确定的波束中心在地球上的位置不正确，在这种情况下，可以将第一位置的坐标符号全部取反，然后基于符号取反后的第一位置确定的波束中心在地球上的位置才能正确。
62.作为一种可能的实现方式，位置确定装置根据地球的半径、高度、波束中心和波束倾角确定第一坐标系中的第一方程，根据第一方程和预设第二方程确第一坐标系中的第三方程，将第三方程中任意一点的位置确定为卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置。
63.其中，第一方程表征在第一坐标系中的目标圆锥，目标圆锥的顶点为卫星，目标圆锥的母线为波束中心线，目标圆锥的轴为卫星与地心连线。预设第二方程表征在第一坐标
系中的地球。第三方程表征在第一坐标系中的目标圆，目标圆为目标圆锥与地球的相交圆。
64.需要说明的是，该可能的实现方式的具体说明可以参考后续的相关说明，在此不再赘述。
65.s203、位置确定装置确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置。
66.其中，第二位置为波束中心在地球上的位置。
67.需要说明的是，地心坐标系满足右手坐标系的要求。地心坐标系的原点为地心。地心指向北极的方向为地心坐标系的第一个坐标轴的正方向，例如，为z轴的正方向。地心指向本初子午线的方向为地心坐标系的第二个坐标轴的正方向，例如，为x轴的正方向。地心指向东经92
°
线的方向为地心坐标系的第三个坐标轴的正方向，例如，为y轴的正方向。
68.作为一种可能的实现方式，位置确定装置根据第一位置和坐标转换矩阵，得到第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，第二位置即为波束中心在地球上的位置。
69.其中，坐标转换矩阵表征第一坐标系和地心坐标系之间的转换关系。
70.需要说明的是，该可能的实现方式的具体说明可以参考后续相关方法的说明，在此不再赘述。
71.基于该方案，由于第一坐标系的一个坐标轴指向卫星，因而当卫星相对地面不断运动时，卫星相对该第一坐标系是固定不动的，卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置相对该第一坐标系也是固定不动的。在确定预设波束中心在第一坐标系中的第一位置后，通过确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，即能在仿真卫星相对地面不断运动时确定卫星的波束中心在地球上的位置。
72.以上的对本技术的方案作了总体上的介绍，下面将对本技术的方案作进一步说明。
73.在一种设计中，图4为本技术提供的一种确定第一位置方法的流程示意图，如图4所示，本技术实施例提供的s202，具体包括：
74.s401、位置确定装置根据地球半径、高度和波束倾角确定目标圆锥在第一坐标系中的第一方程。
75.其中，目标圆锥的顶点为卫星，目标圆锥的母线为波束中心线，目标圆锥的轴为卫星与地心的连线。
76.作为一种可能的实现方式，第一方程可以如下所示：
[0077][0078]
其中，表示波束倾角、h表示卫星的高度、r表示地球的半径，x、y、z分别为第一方程的三个变量。
[0079]
通过以上第一方程可以表示在第一坐标系中的目标圆锥。
[0080]
s402、位置确定装置根据第一方程和预设第二方程确定目标圆在第一坐标系中的第三方程。
[0081]
其中，预设第二方程表征地球在第一坐标系中的方程，目标圆为目标圆锥与地球的相交圆。
[0082]
作为一种示例，预设第二方程可以如下所示：
[0083]
x2+y2+z2＝r2[0084]
其中，r表示地球的半径，x、y、z分别为第二方程的三个变量。
[0085]
通过以上预设第二方程可以表示在第一坐标系中的地球。
[0086]
作为一种可能的实现方式，位置确定装置将第一方程和预设第二方程联立求解确定目标圆在第一坐标系中的第三方程。
[0087]
示例性的，以为10
°
，h为1000km，r为6378km为例，第一方程可以表示为第二方程可以表示为x2+y2+z2＝63782。位置确定装置将第一方程和第二方程联立：
[0088][0089]
联立解得x2+y2＝30608.6，z＝6375.6，位置确定装置第三方程为x2+y2＝30608.6。
[0090]
s403、位置确定装置将第三方程中任意一点的位置确定为第一位置。
[0091]
需要说明的是，图5a为本技术提供的一种波束中心位置分布示意图，如图5a所示，第一坐标系中卫星的波束中心在地球上的位置可以视为目标圆锥与地球相交的目标圆上的任意一点。
[0092]
由于波束倾角已经确定，因而在仿真过程中认为目标圆上任意一点的位置都可以为波束中心。图5b为本技术提供的另一种波束中心位置分布示意图，如图5b所示，为便于理解，可以将目标圆上均匀间隔的点中的任意一点作为波束中心。
[0093]
基于该方案，位置确定装置根据波束倾角、地球半径和高度确定表征目标圆锥的第一方程，再根据第一方程和表征地球的预设第二方程确定表征目标圆锥和地球相交的目标圆的第三方程后，即能将第三方程中的任意一点的位置确定为第一位置。
[0094]
在一种设计中，本技术实施例提供的s203，具体包括：
[0095]
位置确定装置根据第一位置和坐标转换矩阵得到第二位置。
[0096]
其中，坐标转换矩阵表征第一坐标系和地心坐标系之间的转换关系。
[0097]
作为一种可能的实现方式，坐标转换矩阵r可以如下所示：
[0098][0099]
需要说明的是，坐标转换矩阵r中的α、β和γ分别表示三个角度，坐标转换矩阵r的相关说明可以参考后续部分的相关说明，在此暂不说明。
[0100]
以第一位置的坐标为(x，y，z)为例，位置确定装置根据公式一得到第二位置。
[0101]
(x，y，z)＝r*(x，y，z)公式一
[0102]
其中，(x，y，z)为地心坐标系中第二位置的坐标。
[0103]
基于以上方案，位置确定装置能够根据第一位置和坐标转换矩阵得到第二位置。
[0104]
在一种设计中，对于上述坐标转换矩阵，图6为本技术提供的一种确定坐标转换矩阵的流程示意图，如图6所示，该确定坐标转换矩阵方法具体包括以下步骤：
[0105]
s601、位置确定装置确定地心坐标系的多个旋转角度。
[0106]
其中，多个旋转角度与地心坐标系的多个坐标轴一一对应，多个旋转角度用于以各旋转角度对应的坐标轴为旋转轴，依次对地心坐标系进行旋转，使得旋转后的地心坐标系与第一坐标系重合。
[0107]
作为一种可能的实现方式，以地心坐标系的第一坐标轴为z轴，地心坐标系的第二坐标轴为y轴，地心坐标系的第三坐标轴为x轴，与第一坐标轴对应的第一个旋转角度为α，与第二坐标轴对应的第二个旋转角度为β，与第三坐标轴对应的第三个旋转角度为γ为例。位置确定装置根据公式二确定第一个旋转角度。
[0108][0109]
其中，ox
′
为第一坐标系的x轴的单位向量在地心坐标系的x轴与y轴所在平面的投影向量，ox为地心坐标系的x轴的单位向量。
[0110]
位置确定装置根据公式三确定第二个旋转角度。
[0111][0112]
其中，oz
″
为第一坐标系的z轴的单位向量在地心坐标系的z轴与ox
′
向量所在平面的投影向量，oz为地心坐标系的z轴的单位向量。
[0113]
位置确定装置根据公式四确定第三个旋转角度。
[0114][0115]
其中，oy
′
为第一坐标系的y轴的单位向量在地心坐标系的y轴与z轴所在平面的投影向量，oy为地心坐标系的y轴的单位长度向量。
[0116]
基于以上可能的实现方式确定的第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ的取值区间为【0
°
，180
°
】，也就是说，确定的第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ的符号均为正。然而，在实际应用时，由于旋转方向可以为顺时针或逆时针，在旋转方向为顺时针时，角度的符号为正，在旋转方向为逆时针时，角度的符号为负，也就是说，第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ的符号有正负之分。因而，第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ的符号无法确定。
[0117]
针对该问题，位置确定装置可以对第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ的符号进行排列组合，然后分别进行验证。具体的，第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ有8组符号组合，分别为：
[0118]
第一组符号组合：第一个旋转角度α的符号为正、第二个旋转角度β的符号为正以及第三个旋转角度γ的符号为正。
[0119]
第二组符号组合：第一个旋转角度α的符号为正、第二个旋转角度β的符号为正以及第三个旋转角度γ的符号为负。
[0120]
第三组符号组合：第一个旋转角度α的符号为正、第二个旋转角度β的符号为正以及第三个旋转角度γ的符号为正。
[0121]
第四组符号组合：第一个旋转角度α的符号为正、第二个旋转角度β的符号为负以及第三个旋转角度γ的符号为正。
[0122]
第五组符号组合：第一个旋转角度α的符号为负、第二个旋转角度β的符号为正以及第三个旋转角度γ的符号为正。
[0123]
第六组符号组合：第一个旋转角度α的符号为负、第二个旋转角度β的符号为正以及第三个旋转角度γ的符号为负。
[0124]
第七组符号组合：第一个旋转角度α的符号为负、第二个旋转角度β的符号为负以
及第三个旋转角度γ的符号为正。
[0125]
第八组符号组合：第一个旋转角度α的符号为负、第二个旋转角度β的符号为负以及第三个旋转角度γ的符号为负。
[0126]
位置确定装置将以上第一个旋转角度α、第二个旋转角度β以及第三个旋转角度γ的8组符号组合分别代入上述坐标转换矩阵r中，分别基于每一组符号组合对应的坐标转换矩阵r将目标圆中的多个第一位置转换为多个第二位置，若每一个第二位置与卫星的距离都相同，则说明该组符号组合为正确的符号组合。
[0127]
坐标转换的原理是将一个坐标系的三个旋转轴按照先后顺序分别以每个坐标轴为旋转轴旋转对应角度后与另一个坐标系对应重合，以本技术中的第一坐标系和地心坐标系为例，图7为本技术提供的一种坐标系转换示意图，如图7所示，x、y、z分别表示地心坐标系的x轴、y轴、z轴，地心坐标系可以表示为(x、y、z)，x、y、z分别表示第一坐标系的x轴、y轴、z轴，第一坐标系可以表示为(x，y，z)。
[0128]
首先，位置确定装置以地心坐标系(x、y、z)的z轴为旋转轴旋转上述第一个旋转角度α，此时地心坐标系(x、y、z)的x轴由x转变为x’，y轴由y转变为y’，z轴由z转变为z’，经过此次旋转，地心坐标系可以表示为(x’，y’，z’)。
[0129]
然后，位置确定装置再以地心坐标系(x’，y’，z’)的y轴为旋转轴旋转上述第二个旋转角度β，此时地心坐标系(x’，y’，z’)的x轴由x’转变为x”，y轴由y’转变为y”，z轴由z’转变为z”，经过此次旋转，地心坐标系可以表示为(x”，y”，z”)。
[0130]
最后，位置确定装置再以地心坐标系(x”，y”，z”)的x轴为旋转轴旋转上述第三个旋转角度γ，此时地心坐标系(x”，y”，z”)的x轴由x”转变为x
”’
，y轴由y”转变为y
”’
，z轴由z”转变为z
”’
，经过此次旋转，地心坐标系可以表示为(x
”’
，y
”’
，z
”’
)。
[0131]
经过上述三次旋转，地心坐标系(x
”’
，y
”’
，z
”’
)的三个坐标轴与第一坐标系(x，y，z)的三个坐标轴对应重合，具体的，地心坐标系(x
”’
，y
”’
，z
”’
)的x轴与第一坐标系(x，y，z)的x轴重合，地心坐标系(x
”’
，y
”’
，z
”’
)的y轴与第一坐标系(x，y，z)的y轴重合，地心坐标系(x
”’
，y
”’
，z
”’
)的z轴与第一坐标系(x，y，z)的z轴重合。
[0132]
s602、位置确定装置根据多个旋转角度，确定坐标转换矩阵。
[0133]
需要说明的是，位置确定装置在确定多个旋转角度的值之后，即可得到坐标转换矩阵。
[0134]
基于以上方案，位置确定装置能够确定出多个旋转角度并根据多个旋转角度确定坐标转换矩阵。
[0135]
本技术还提供一种仿真结果示例，图8为本技术提供的一种卫星的波束中心仿真结果示例图，基于表1中的各个参数以及本技术提供的波束中心的位置确定方法，可以得到图8所示的仿真结果。
[0136]
表1
[0137]
参数名称参数值卫星总数6轨道面54每个轨道的卫星数9卫星系统轨道倾角86.0/180.0*pi
轨道半长轴7478.137轨道偏心率0近地点幅角0升交点赤经0轨道夹角(两个轨道间的夹角)180/6波束夹角【0,10.0】波束数量【1,4】
[0138]
如图8所示，仿真结果表明本技术提供的波束中心的位置确定方法能够在仿真卫星相对地面不断运动时确定卫星的波束中心在地球上的位置。
[0139]
上述主要从位置确定装置执行波束中心的位置确定方法的角度对本技术实施例提供的方案进行了介绍。为了实现上述功能，位置确定装置包含了执行各个功能相应的硬件结构和/或软件模块。本领域技术人员应该很容易意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，本技术实施例能够以硬件或硬件和计算机软件的结合形式来实现。某个功能究竟以硬件还是计算机软件驱动硬件的方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0140]
本技术实施例可以根据上述方法示例对位置确定装置进行功能模块的划分，例如，可以对应各个功能划分各个功能模块，也可以将两个或两个以上的功能集成在一个处理模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。可选的，本技术实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，这里的“模块”可以指特定专用集成电路(application-specific integrated circuit，asic)，电路，执行一个或多个软件或固件程序的处理器和存储器，集成逻辑电路，和/或其他可以提供上述功能的器件。
[0141]
在采用功能模块划分的情况下，图9示出了一种位置确定装置的结构示意图。如图9所示，该位置确定装置90包括获取模块901和处理模块902。
[0142]
在一些实施例中，该位置确定装置90还可以包括存储模块(图9中未示出)，用于存储程序指令和数据。
[0143]
其中，获取模块901，用于获取卫星的波束倾角和卫星距离地面的高度，波束倾角为卫星的波束中心线与卫星与地心连线之间的夹角；处理模块902，用于根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，第一坐标系中的一个坐标轴指向卫星，且第一坐标系的原点为地心；处理模块902，还用于确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，第二位置为波束中心在地球上的位置。
[0144]
作为一种可能的实现方式，处理模块902，用于根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，包括：根据地球半径、高度和波束倾角确定目标圆锥在第一坐标系中的第一方程，目标圆锥的顶点为卫星，目标圆锥的母线为波束中心线，目标圆锥的轴为卫星与地心的连线；根据第一方程和预设第二方程确定目标圆在第一坐标系中的第三方程，预设第二方程表征地球在第一坐标系中的方程，目标圆为目标圆锥与地球的相交圆；将第三方程中任意一点的位置确定为第一位置。
[0145]
作为一种可能的实现方式，处理模块902，还用于确定第一位置在地心坐标系中映
射的第二位置，包括：根据第一位置和坐标转换矩阵得到第二位置，坐标转换矩阵表征第一坐标系和地心坐标系之间的转换关系。
[0146]
作为一种可能的实现方式，处理模块902，还用于：确定地心坐标系的多个旋转角度；多个旋转角度与地心坐标系的多个坐标轴一一对应，多个旋转角度用于以各旋转角度对应的坐标轴为旋转轴，依次对地心坐标系进行旋转，使得旋转后的地心坐标系与第一坐标系重合；根据多个旋转角度，确定坐标转换矩阵。
[0147]
上述方法实施例涉及的各步骤的所有相关内容均可以援引到对应功能模块的功能描述，在此不再赘述。
[0148]
在采用硬件的形式实现上述功能模块的功能的情况下，图10示出了一种位置确定装置的结构示意图。如图10所示，该位置确定装置100包括处理器1001，存储器1002以及总线1003。处理器1001与存储器1002之间可以通过总线1003连接。
[0149]
处理器1001是位置确定装置100的控制中心，可以是一个处理器，也可以是多个处理元件的统称。例如，处理器1001可以是一个通用中央处理单元(central processing unit，cpu)，也可以是其他通用处理器等。其中，通用处理器可以是微处理器或者是任何常规的处理器等。
[0150]
作为一种实施例，处理器1001可以包括一个或多个cpu，例如图10中所示的cpu0和cpu 1。
[0151]
存储器1002可以是只读存储器(read-only memory，rom)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，ram)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，eeprom)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
[0152]
作为一种可能的实现方式，存储器1002可以独立于处理器1001存在，存储器1002可以通过总线1003与处理器1001相连接，用于存储指令或者程序代码。处理器1001调用并执行存储器1002中存储的指令或程序代码时，能够实现本技术实施例提供的一次性身份标识使用方法。
[0153]
另一种可能的实现方式中，存储器1002也可以和处理器1001集成在一起。
[0154]
总线1003，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，isa)总线、外围设备互连(peripheral component interconnect，pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，eisa)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图10中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0155]
需要指出的是，图10示出的结构并不构成对该位置确定装置100的限定。除图10所示部件之外，该位置确定装置100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
[0156]
作为一个示例，结合图9，位置确定装置90中的获取模块901和处理模块902实现的功能与图10中的处理器1001的功能相同。
[0157]
可选的，如图10所示，本技术实施例提供的位置确定装置100还可以包括通信接口
1004。
[0158]
通信接口1004，用于与其他设备通过通信网络连接。该通信网络可以是以太网，无线接入网，无线局域网(wireless local area networks，wlan)等。通信接口1004可以包括用于接收数据的接收单元，以及用于发送数据的发送单元。
[0159]
在一种可能的实现方式中，本技术实施例提供的位置确定装置100中，通信接口1004还可以集成在处理器1001中，本技术实施例对此不做具体限定。
[0160]
作为一种可能的产品形态，本技术实施例的位置确定装置，还可以使用下述来实现：一个或多个现场可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)、可编程逻辑器件(programmable logic device，pld)、控制器、状态机、门逻辑、分立硬件部件、任何其它适合的电路、或者能够执行本技术通篇所描述的各种功能的电路的任意组合。
[0161]
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元的划分进行举例说明。在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0162]
本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，计算机程序或指令被执行时使得计算机执行上述方法实施例所示的方法流程中的各个步骤。
[0163]
本技术的实施例提供一种包含指令的计算机程序产品，当指令在计算机上运行时，使得计算机执行上述方法实施例所示的方法流程中的各个步骤。
[0164]
本技术实施例提供一种芯片系统，包括：处理器和接口电路；接口电路，用于接收计算机程序或指令并传输至处理器；处理器用于执行计算机程序或指令，以使该芯片系统执执行如上述第一方面的方法。
[0165]
其中，计算机可读存储介质，例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘。随机存取存储器(random access memory，ram)、只读存储器(read-only memory，rom)、可擦式可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、寄存器、硬盘、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的人以合适的组合、或者本领域数值的任何其他形式的计算机可读存储介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于特定用途asic中。在本技术实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
[0166]
由于本实施例提供的位置确定装置、计算机可读存储介质、计算机程序产品可以应用于上述由于本实施例提供的位置确定方法，因此，其所能获得的技术效果也可参考上述方法实施例，本技术实施例在此不再赘述。
[0167]
尽管在此结合各实施例对本技术进行了描述，然而，在实施所要求保护的本技术过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公
开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
[0168]
尽管结合具体特征及其实施例对本技术进行了描述，显而易见的，在不脱离本技术的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本技术的示例性说明，且视为已覆盖本技术范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本技术进行各种改动和变型而不脱离本技术的精神和范围。这样，倘若本技术的这些修改和变型属于本技术权利要求及其等同技术的范围之内，则本技术也意图包含这些改动和变型在内。
技术特征：1.一种波束中心的位置确定方法，其特征在于，所述方法包括：获取卫星的波束倾角和所述卫星距离地面的高度，所述波束倾角为所述卫星的波束中心线与所述卫星与地心的连线之间的夹角；根据所述波束倾角、地球半径和所述高度，确定所述卫星的波束中心在预设坐标系中的第一位置，第一坐标系中的一个坐标轴指向所述卫星，且所述第一坐标系的原点为所述地心；确定所述第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，所述第二位置为所述波束中心在地球上的位置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述波束倾角、地球半径和所述高度，确定所述卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，包括：根据所述地球半径、所述高度和所述波束倾角确定目标圆锥在所述第一坐标系中的第一方程，所述目标圆锥的顶点为所述卫星，所述目标圆锥的母线为所述波束中心线，所述目标圆锥的轴为所述卫星与地心的连线；根据所述第一方程和预设第二方程确定目标圆在所述第一坐标系中的第三方程，所述预设第二方程表征所述地球在所述第一坐标系中的方程，所述目标圆为所述目标圆锥与所述地球的相交圆；将所述第三方程中任意一点的位置确定为所述第一位置。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，包括：根据所述第一位置和坐标转换矩阵得到所述第二位置，所述坐标转换矩阵表征所述第一坐标系和所述地心坐标系之间的转换关系。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定所述地心坐标系的多个旋转角度；所述多个旋转角度与所述地心坐标系的多个坐标轴一一对应，所述多个旋转角度用于以各旋转角度对应的坐标轴为旋转轴，依次对所述地心坐标系进行旋转，使得旋转后的所述地心坐标系与所述第一坐标系重合；根据所述多个旋转角度，确定所述坐标转换矩阵。5.一种波束中心的位置确定装置，其特征在于，所述装置包括：获取模块和处理模块；所述获取模块，用于获取卫星的波束倾角和所述卫星距离地面的高度，所述波束倾角为所述卫星的波束中心线与所述卫星与地心的连线之间的夹角；所述处理模块，用于根据所述波束倾角、地球半径和所述高度，确定所述卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，所述第一坐标系中的一个坐标轴指向所述卫星，且所述第一坐标系的原点为所述地心；所述处理模块，还用于确定所述第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，所述第二位置为所述波束中心在地球上的位置。6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块，用于根据所述波束倾角、地球半径和所述高度，确定所述卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，包括：根据所述地球半径、所述高度和所述波束倾角确定目标圆锥在所述第一坐标系中的第一方程，所述目标圆锥的顶点为所述卫星，所述目标圆锥的母线为所述波束中心线，所述目标圆锥的轴为所述卫星与地心的连线；
根据所述第一方程和预设第二方程确定目标圆在所述第一坐标系中的第三方程，所述预设第二方程表征所述地球在所述第一坐标系中的方程，所述目标圆为所述目标圆锥与所述地球的相交圆；将所述第三方程中任意一点的位置确定为所述第一位置。7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于确定所述第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，包括：根据所述第一位置和坐标转换矩阵得到所述第二位置，所述坐标转换矩阵表征所述第一坐标系和所述地心坐标系之间的转换关系。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理模块，还用于：确定所述地心坐标系的多个旋转角度；所述多个旋转角度与所述地心坐标系的多个坐标轴一一对应，所述多个旋转角度用于以各旋转角度对应的坐标轴为旋转轴，依次对所述地心坐标系进行旋转，使得旋转后的所述地心坐标系与所述第一坐标系重合；根据所述多个旋转角度，确定所述坐标转换矩阵。9.一种波束中心的位置确定装置，其特征在于，所述装置包括：处理器，所述处理器与存储器耦合，所述存储器用于存储程序或指令，当所述程序或指令被所述处理器执行时，使得所述装置执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序或指令，其特征在于，所述计算机程序或指令被执行时使得计算机执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。
技术总结本申请提供一种波束中心的位置确定方法、装置及计算机存储介质，涉及通信领域，能够在仿真卫星相对地面不断运动时确定卫星的波束中心在地球上的位置。该方法包括：获取卫星的波束倾角和卫星距离地面的高度，波束倾角为卫星的波束中心线与卫星与地心的连线之间的夹角；根据波束倾角、地球半径和高度，确定卫星的波束中心在第一坐标系中的第一位置，第一坐标系中的一个坐标轴指向卫星，且第一坐标系的原点为地心；确定第一位置在地心坐标系中映射的第二位置，第二位置为波束中心在地球上的位置。置。置。
技术研发人员：王俊杰 王迪
受保护的技术使用者：中国联合网络通信集团有限公司
技术研发日：2022.06.24
技术公布日：2022/11/1
