本发明涉及卫星通信，尤其涉及一种基于ku波段双模卫星通信方法及系统。
背景技术：
1、公司河流域电站地处震中附近，地震造成区域山体破碎、地质松散，崩塌积块碎石堆较多。同时，受厄尔尼诺事件影响，暴雨洪水等极端天气频繁发生，公司山区电站自2017年起连续遭受多次大暴雨、洪水、泥石流灾害袭击，给公司造成重大的财产损失。
2、暴雨泥石流灾害在流域电站区域形成多处堰塞湖、泥石流沟，造成交通、电力、通讯中断数日，流域各电站被分割为多个孤岛，失去对外交通、通信联系，对生产人员和大坝安全造成巨大威胁。特别是暴雨引发的大型泥石流冲毁12km的道路和通讯光缆，长时间无法恢复，且经抢通的光缆常被山体滑坡、落石砸断而多次中断。
3、卫星数据通信具有不受地理和气候条件限制，传输距离远、通信可靠性高、灵活机动，是传统光缆通信的补充，ku波段双模卫星便携站，具备了卫星通信的所有优点，如全天候、全域广覆盖、可靠性高等。可提供应急通信专网和互联网的接入。
4、故研究ku波段双模卫星便携站研究与应用，用于发生自然灾害时便于灵活的部署卫星地面站，有力的支撑救灾抢险工作。
技术实现思路
1、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明提供了一种基于ku波段双模卫星通信方法，能够选用最新的天线技术和自动对星系统，并将目前的应急通信专网和互联网modem集成到一个卫星便携站里，对应急抢险救灾提供最大的通信保障。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案，一种基于ku波段双模卫星通信方法，包括：启动双模卫星便携站，进行智能天线阵列优化，进行快速对星定位；通过能量回收与节能系统提高设备续航能力，根据通信需求，进行卫星通信与地面通信的切换；对卫星信号进行预测和补偿，采用抗干扰与抗截获技术提高通信安全性；针对物联网数据传输需求，优化卫星通信数据传输方案，通过虚拟化网络管理与调度系统实现资源动态分配和优化调度。
4、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信方法的一种优选方案，其中：所述智能天线阵列优化包括，利用传感器收集当前地形和环境数据，将收集到的环境数据通过预处理算法进行清洗和格式化，得到数据集，使用改进的数学模型进行波束赋形预测，根据预测结果，调整天线阵列的权重，实现最优的波束赋形。
5、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信方法的一种优选方案，其中：所述进行卫星通信与地面通信的切换包括，实时收集当前卫星参数，构建多参数加权评估模型，评估每条潜在通信路径的优劣；
6、设定通信路径评估的权重系数，包括信号强度权重、信号质量权重、链路延迟权重、链路带宽权重，对于每条潜在路径i，计算综合评分scorei，根据评分对潜在路径进行排序，得到一个有序的路径列表；
7、选择scorei最高的路径作为当前最优通信路径，当存在多条路径scorei相同，则进一步考虑历史通信数据和环境变化趋势进行决策。
8、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信方法的一种优选方案，其中：所述对卫星信号进行预测和补偿包括，基于历史数据和当前环境参数，使用递归神经网络rnn进行信号预测；
9、系统分析rnn模型输出的信号预测值，并与实际信号进行比较，确定信号衰减或干扰的程度，根据预测结果与实际信号的差异，系统动态计算补偿系数，根据补偿系数和预测信号与实际信号的差值，对信号进行补偿。
10、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信方法的一种优选方案，其中：所述采用抗干扰与抗截获技术包括，生成伪随机跳频序列，避免固定频率上的干扰和截获：
11、fn＝fstart+(n·δf+φ(n))mod f
12、其中，fn是第n个跳频频率，fstart是起始频率，δf是频率间隔，f是跳频带宽，φ(n)是伪随机数序列；
13、使用伪随机码对信号进行扩频，提高信号隐蔽性和抗干扰能力：
14、sspread(t)＝s(t)·c(t)
15、其中，sspread(t)是扩频信号，s(t)是原始信号，c(t)是伪随机码。
16、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信方法的一种优选方案，其中：所述优化卫星通信数据传输方案包括，常规运行状态为智能天线阵列优化每4小时执行一次，能量回收系统在电量高于电量阈值θbat时持续运行，卫星信号预测每30分钟进行一次；
17、紧急情况为当eremaining<θbat且qsat>qground时，立即切换到卫星通信模式，并启动节能模式；当dpred>θdistortion时，信号补偿算法立即执行，并调整天线阵列；
18、高峰时段为在物联网数据传输高峰期，物联网设备的数据传输需求的计算考虑数据传输优先级的动态调整，当lcurrent>θload时，系统自动启用备用资源池；
19、其中，eremaining表示设备当前的剩余电量，qsat表示卫星信号的当前质量，qground表示地面信号的当前质量，dpred表示预测的卫星信号失真度，θdistortion示允许的最大信号失真度阈值，lcurrent表示当前网络的负载情况，θload表示当前负载阈值。
20、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信方法的一种优选方案，其中：所述资源动态分配和优化调度包括，使用改进自适应编码调制技术，预测未来时间内的信道状况，提前调整编码和调制策略；
21、设信道状况预测值为ct，编码调制策略为st，则改进的acm模型表示为：
22、st＝f(ct,θ)
23、其中，θ为机器学习模型的参数；
24、根据预测的信道状况，动态调整资源分配，在考虑传输速率、功耗、延迟多个目标的基础上，采用多目标优化算法进行调度，根据调度结果和实际网络状态的反馈优化下一次预测和调度。
25、本发明的另一个目的是提供一种基于ku波段双模卫星通信系统，其能够快速建立和维持稳定的通信链路，减少信号搜索和同步时间，从而提高数据传输的效率和速度。
26、作为本发明所述的一种基于ku波段双模卫星通信系统的一种优选方案，其中：包括包括双模卫星便携站模块、能量管理与通信切换模块、信号处理与优化模块、数据传输优化模块、虚拟化网络管理与调度系统模块；
27、所述双模卫星便携站模块，负责启动和操作双模卫星便携站，执行智能天线阵列优化和快速对星定位，确保与卫星的稳定连接；
28、所述能量管理与通信切换模块，通过能量回收与节能系统提高设备续航能力，并根据通信需求在卫星通信与地面通信之间进行智能切换，使用多参数加权评估模型来确定最优通信路径；
29、所述信号处理与优化模块，对卫星信号进行预测和补偿，使用递归神经网络rnn进行信号预测，并动态计算补偿系数以优化信号质量，同时，采用伪随机跳频序列和扩频技术提高通信安全性和抗干扰能力；
30、所述数据传输优化模块，针对物联网数据传输需求，优化卫星通信数据传输方案，包括智能天线阵列定期的优化、能量回收系统的运行、信号预测的定期执行，以及在紧急情况和高峰时段的自动响应和资源调配；
31、所述虚拟化网络管理与调度系统模块，实现资源动态分配和优化调度，采用多目标优化算法进行资源分配和调度，根据反馈优化预测和调度过程。
32、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种基于ku波段双模卫星通信方法的步骤。
33、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现一种基于ku波段双模卫星通信方法的步骤。
34、本发明的有益效果：通过智能天线阵列和快速对星定位技术，系统能够快速建立和维持稳定的通信链路，减少信号搜索和同步时间，从而提高数据传输的效率和速度。采用信号预测和补偿技术，系统能够提前识别和补偿信号衰落或干扰，确保通信的连续性和可靠性。抗干扰与抗截获技术的应用提高了通信的安全性，防止数据在传输过程中被非法截获或篡改。能量回收与节能系统的集成提高了设备的能源利用效率，延长了设备的工作时间，对于物联网设备尤其重要，因为它们可能部署在难以频繁更换电池的环境中。