本发明涉及到卫星通信，具体涉及一种基于北斗卫星通信技术的通信装置。
背景技术：
1、北斗卫星导航系统(bds)可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务和短报文通信功能的全球卫星导航系统。
2、不可靠性，具体原因有：一是通信方式存在的制约，卫星通信在通信时没有通信回执，即在通信过程中用户发送方不知道接收方是否开机在线以及是否接收到数据；二是在远洋、沙漠和山林等无基站的地区，因此仅仅依靠现有的通信技术是无法可靠的告知外界自己的状态的。故此，如何合理的对卫星通信资源进行规划，以确保通信装置能够和卫星进行稳定可靠的通信是十分重要的。
3、通信装置的通信加密手段是必不可少。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于北斗卫星通信技术的通信装置，该装置既能够合理的对北斗卫星通信资源进行规划，确保和北斗卫星之间的可靠通信，还能够进行加密通信。
2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
3、一种基于北斗卫星通信技术的通信装置，其关键在于，包括：
4、收发天线单元，设置有至少两个常用天线和至少一个备用天线，用于自动跟踪卫星信号以实现接收和发送北斗短报文；
5、传输机制管理模块，用于依据分包策略、粘包策略、丢包反馈机制以及差错校验策略建立与北斗卫星之间的有效传输机制；
6、通信方式选择模块，用于在建立有效传输机制后，根据北斗卫星的星历数据和当前时刻的装置位置，选择与北斗卫星之间的通信方式；
7、密钥管理模块，用于通信密钥的全生命周期管理；
8、数据加解密模块，用于调用通信密钥，对收发的短报文进行加解密处理；
9、天线切换模块，用于根据收发天线模块的工作状态、设置的天线可视北斗卫星数量的阈值，实现常用天线之间以及常用天线和备用天线之间的自动切换；
10、人机交互模块，用于实现人机交互。
11、进一步的，所述收发天线单元还用于根据控制指令实现链路收发功率的自动调整。
12、进一步的，所述丢包反馈机制具体为：
13、发送北斗短报文后，将标志位写入共享内存的确认标志位中，若发送北斗短报文内数据为粘包数据，则记录最后一个合并单元的标志位；
14、检查每一接收数据包的北斗短报文内容第一字节是否为反馈标志位，若为反馈标志位，则将标志位的第5比特置为0，写入共享内存中的接收反馈标志位；
15、对比共享内存的确认标志位与接收反馈标志位，若相同，数据发送成功，删除发送缓冲区中发送成功的数据单元；若不同，对比接收反馈标志位与发送数组中的每个单元的标志位，若与其中之一相同，数据发送部分成功，删除发送缓冲区中发送成功的数据单元，将发送缓冲区读指针指向出现误码的数据单元；
16、接收数据后，提取数据单元，若数据单元正确，将标志位的第4比特置为1，写入共享内存中的发送反馈标志位，读取下一单元；
17、若错误，直接丢弃后续单元的数据，发送反馈标志位中记录的是接收到的最后一单元正确数据的标志位。
18、进一步的，所述通信方式选择模块包括：
19、数据获取单元，用于获取北斗卫星的星历数据和当前时刻的装置位置；
20、通信方式选择单元，用于判断当前时刻的用户位置是否在至少一颗北斗卫星的固定波束覆盖范围内，如果为是，则采用区域短报文通信；
21、否则，判断当前时刻的装置位置是否和至少一颗北斗卫星可视；如果为是，则获取每颗可视的北斗卫星的可动点波束覆盖范围，并判断当前时刻的装置位置是否在至少一颗可视的北斗卫星的可动点波束覆盖范围内，如果为是，则采用可动点波束通信，否则，调整任意一颗北斗卫星的可动点波束指向，然后采用可动点波束通信；
22、否则，选取任一颗北斗卫星作为通信卫星，并采用全球短报文通信。
23、进一步的，通信方式选择单元选取任一颗北斗卫星作为通信卫星的具体步骤如下：
24、步骤s1：获取上一时刻的短报文通信方式，若为全球短报文通信则进入步骤s2，否则进入步骤s3；
25、步骤s2：获取上一时刻全球短报文通信采用的北斗卫星，判断该北斗卫星与当前时刻的装置位置是否可视，若可视则直接将该北斗卫星作为当前时刻的通信卫星；否则进入步骤s3；
26、步骤s3：利用当前时刻的装置位置和目标规划路径确定多个轨迹点；获取每个轨迹点的可视北斗卫星集合；
27、步骤s4：基于可视北斗卫星集合，获取可视北斗卫星可视的轨迹点的个数，作为每个可视北斗卫星的可见时长；
28、步骤s5：将可见时长从大到小进行排序，从当前轨迹点的可视北斗卫星集合中选取可见时长最大值对应的可视北斗卫星作为通信卫星。
29、进一步的，所述密钥管理模块包括加密密钥单元、加密授权单元、加密日志单元、密钥存储单元与密钥加密单元；
30、所述加密密钥单元用于实现数据加解密时的通信密钥处理，包括通信密钥生成、更新、查询、删除；
31、所述加密授权单元用于实现加密数据授权使用范围和时间的管控；
32、所述加密日志单元用于实现加密数据加解密及授权台账信息的记录查询；
33、所述密钥存储单元用于通信密钥的安全存储与查询、检索；
34、所述密钥加密单元用于对存入所述密钥存储单元中的通信密钥进行加密，并对外部提供密钥查询及检索功能。
35、进一步的，所述数据加解密模块包括数据加密过程和数据解密过程，其中：
36、数据加密过程的步骤如下：
37、步骤s21、获取加密密钥；
38、步骤s22、获取加密次数；
39、步骤s23、将短报文数据按字节拆分，以预定义数的字节为一个数据段，将所述短报文数据组成数据段格式的新数据；
40、步骤s24、应用所述加密密钥和加密次数，使用加密方法将所述数据段格式的新数据按所述数据段循环加密，得到密文；
41、数据解密过程的步骤如下：
42、步骤s31、获取解密密钥；
43、步骤s32、获取解密次数；
44、步骤s33、应用所述解密密钥和解密次数，使用解密方法将所述密文循环解密，得到明文。
45、进一步的，所述天线切换模块包括状态检测单元、参数设置单元、逻辑判断单元以及指令生成单元，其中：
46、所述状态检测单元用于检测所述收发天线模块的工作状态；
47、所述参数设置单元用于设置天线可视北斗卫星数量的阈值；
48、所述逻辑判断单元用于根据收发天线模块的工作状态以及天线可视北斗卫星数量的阈值，按照逻辑判断策略获得天线选择结果；
49、所述指令生成单元用于根据天线选择结果生成控制指令，实现常用天线之间以及常用天线和备用天线之间的自动切换。
50、进一步的，所述逻辑判断策略为：
51、若全部常用天线均不能正常工作，则选择备用天线；
52、若至少一个常用天线正常工作，检测各常用天线的可视北斗卫星数量，并分别与阈值进行比较；
53、若所有常用天线的可视北斗卫星数量均小于阈值，则选择可视北斗卫星数量最多的一个常用天线；
54、若只有一个常用天线的可视北斗卫星数量不小于阈值，则选择该常用天线；
55、若有至少两个常用天线的可视北斗卫星数量均不小于阈值，则检测各常用天线可视北斗卫星的平均信号质量，选择平均信号质量高的一个常用天线。
56、进一步的，所述通信装置还包括传输控制模块，该传输控制模块用于根据北斗卫星的rdss信号和当前时刻的装置位置，通过优化算法生成控制指令对所述收发天线模块的天线指向和收发功率进行调节。
57、本发明的显著效果是：
58、1、本装置通过传输机制管理模块建立了与北斗卫星之间的有效传输机制，其中丢包反馈机制和错误校验机制以提高北斗通信的可靠性；分包、粘包策略可以提高其通信效率，从而构建了可靠稳健无盲区的通信链路；同时，通过通信方式选择模块根据北斗卫星的星历数据和当前时刻的装置位置，对与北斗卫星之间的通信方式进行合理选择，从而实现了根据用户位置信息进行北斗短报文通信资源规划，提高了北斗短报文通信服务效能，确保了本装置和北斗卫星之间的可靠通信。
59、2、通过设置的天线切换模块，能够根据收发天线模块的工作状态、设置的天线可视北斗卫星数量的阈值，实现了常用天线之间以及常用天线和备用天线之间的自动无缝切换，实现对主备两路天线自动无缝的切换，实现了智能化天线管理；同时，传输控制模块还能够对收发天线模块的天线指向和收发功率进行调节，从而进一步地提高了本装置和北斗卫星之间通信链路的可靠性。
60、3、通过密钥管理模块和数据加解密模块对本装置与北斗卫星之间的通信数据进行加密，使得攻击者无法获取会话密钥，能有效保障通信链路的通信安全。
1.一种基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述收发天线单元还用于根据控制指令实现链路收发功率的自动调整。
3.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述丢包反馈机制具体为：
4.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述通信方式选择模块包括：
5.根据权利要求4所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，通信方式选择单元选取任一颗北斗卫星作为通信卫星的具体步骤如下：
6.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述密钥管理模块包括加密密钥单元、加密授权单元、加密日志单元、密钥存储单元与密钥加密单元；
7.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述数据加解密模块包括数据加密过程和数据解密过程，其中：
8.根据权利要求1所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述天线切换模块包括状态检测单元、参数设置单元、逻辑判断单元以及指令生成单元，其中：
9.根据权利要求8所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述逻辑判断策略为：
10.根据权利要求1-9任一项所述的基于北斗卫星通信技术的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括传输控制模块，该传输控制模块用于根据北斗卫星的rdss信号和当前时刻的装置位置，通过优化算法生成控制指令对所述收发天线模块的天线指向和收发功率进行调节。
