CN117040608B - 一种车载卫星中继 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车载卫星中继，包括姿态感知与自适应天线星地通信模块，所述自适应天线星地通信模块包括姿态传感器、天线模块以及控制模块；本发明的姿态感知与自适应天线星地通信模块可以时实掌握并预测车辆运动状态，根据车辆姿态调整波束方向，保证波束时刻对准卫星，实现天线增益最大化。相比于传统的车载卫星网络终端，本发明具有更高的天线指向精度和更稳定的连接质量，可以在复杂的环境下提供更好的通信服务。
Description
技术领域
本发明涉及卫星网络技术领域，特别涉及一种车载卫星中继。
背景技术
车载卫星中继主要用于辅助车辆周围的普通移动网络终端接入卫星网络并进行高速数据传输，移动终端首先接入车载卫星中继，通过车载卫星中继，实现与卫星网络的连接。车载卫星中继对驶入无人区的车辆团队与外界的时实通信具有重要意义。现有的类似技术产品主要有卫星网络终端（如星链***终端等）、车载卫星中继电话、以及卫星“动中通”终端。其中卫星网络终端由于体型较大，缺少运动感知传感器的辅助，无法在运动的场景中使用，并且外形不适合用在车辆等交通工具上；车载卫星中继电话仅仅只能支持特定的卫星电话设备的普通语音电话类业务，无法支持普通移动终端的接入，也无法支持多媒体高速业务流；卫星“动中通”终端，虽然可以部署在车辆上使用卫星网络进行通信，但尚不能支持高效的中继链路，因此无法为普通移动终端（如智能手机和笔记本电脑）提供高效的卫星网络服务。
本发明旨在设计一种车载卫星中继，为车上人员的普通移动终端提供卫星网络高速数据传输服务。车载卫星中继目前存在的主要技术难题包括：
1、中继链路覆盖设计和实施方案。
2、姿态感知与星地链路天线矫正技术。
3、灵活的外形设计与便携方案。
4、通信协议兼顾与转化实施方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车载卫星中继，以提高天线指向精度和链路连接质量。
因此，本发明提供一种车载卫星中继，其采用的技术方案如下：
一种车载卫星中继，包括姿态感知与自适应天线星地通信模块，所述自适应天线星地通信模块包括姿态传感器、天线模块以及控制模块；
所述姿态传感器与所述控制模块连接，被配置为获取车辆姿态变化量并馈送至所述控制模块；
所述天线模块与所述控制模块连接，被配置为接收信号并馈送至所述控制模块；
所述控制模块被配置为：
预设一个阈值，基于所述车辆姿态变化量，在所述车辆姿态变化量大于所述阈值的情况下，令所述天线模块扩大波束宽度，在所述车辆姿态变化量小于所述阈值的情况下，令所述天线模块提高信号增益；
获取接收信号向量s(n)，使用公式计算协方差矩阵估计值，其中N表示接收到的所有参考信号总数，s H (n)表示第n路参考信号矩阵的转置共轭，n表示接收信号的标号；对协方差矩阵估计值进行特征值分解/>，其中U由矩阵Q进行特征值分解后得到的特征向量组成，U H 表示U的转置共轭，/>表示由分解后特征值构成的对角矩阵；对特征值进行排序，分离出信号子空间以及噪声子空间，根据分离出的信号子空间以及噪声子空间建立谱函数，进行遍历搜索，得到所有波束期望方向/>；
基于所述车辆姿态变化量，所述车辆姿态变化量包括加速度和角加速度，根据几何关系计算各个方位的角度偏移量和位移并转化为反方向的补偿量，根据补偿量计算补偿相应权值；
根据所有波束期望方向，利用自适应跟踪方法计算优化目标最优权值/>；
确定最终权重，将最终权重输出至移相器，通过移相器控制所述天线模块对准卫星。
进一步地，所述根据所有波束期望方向，利用自使用跟踪方法计算优化目标最优权值/>，包括：
将最小阵列输出功率作为优化函数，目标方向权值的共轭转置与期望方向导向矢量的乘积为常数来作为约束条件，用拉格朗日泛函求解得到优化目标最优权值。
进一步地，所述天线模块包括第一天线载体、第一天线阵列、第一屏蔽面板、第二天线载体、第二天线阵列、第二屏蔽面板、星地链路天线载体以及星地链路天线阵列；
其中，所述第一天线阵列设置于所述第一天线载体，所述第二天线阵列设置于所述第二天线载体，所述星地链路天线阵列设置于所述星地链路天线载体；
所述第二天线载体的一端通过第一屏蔽面板连接所述第一天线载体，所述第二天线载体的另一端通过第二屏蔽面板连接所述星地链路天线载体。
进一步地，还包括中继链路地面通信模块，所述中继链路地面通信模块被配置为：
在车辆处于行驶状态的情况下，进入车内小范围覆盖模式，在所述车内小范围覆盖模式下，所述天线模块覆盖车内终端；
在车辆未处于行驶状态的情况下，根据输入的指令，确定中继运行模式，所述中继运行模式包括关闭模式和远程定向天线WiFi模式，在所述关闭模式下，所述自适应天线星地通信模块停止工作，在所述远程定向天线WiFi模式下，所述天线模块覆盖车内和车外。
进一步地，在所述车内小范围覆盖模式下，车内终端免费接入中继链路，在所述远程定向天线WiFi模式下，车外终端付费接入中继链路。
进一步地，还包括通信协议兼容与转化模块，所述通信协议兼容与转化模块被配置为卫星通信协议的数据格式与地面通信协议的数据格式的转换，以使卫星和地面的通信***相互兼容。
进一步地，所述通信协议兼容与转化模块包括：
数据存储与处理模块，被配置为完成数据的存储和信号的处理，通过对卫星通信协议的数据格式进行判断，在卫星通信协议的数据格式与地面通信协议的数据格式一致的情况下，发送控制信号至所述姿态感知与自适应天线模块；
协议转化与数据转发模块，被配置为根据所述数据存储与处理模块的判断，在卫星通信协议的数据格式与地面通信协议的数据格式不一致的情况下，按照协议对应的分层架构模型对接收数据进行分层处理、读取、检验和去包操作，得到原始数据，通过数据链路层协议的差错检验方法，确保数据接收的准确性，如果检验出错，将发送重传信号至所述数据存储与处理模块请求重传数据包；如果检验无误，则将原始数据进行缓存，按照地面通信协议的数据格式对应的分层架构模型，对原始数据进行调制和逐层封装，并将封装后的数据发送至所述数据存储与处理模块。
进一步地，所述协议转化与数据转发模块被进一步配置为在对原始数据进行调制和逐层封装后，对封装后的数据进行检验，在检验合格后，清除缓存数据；
所述数据存储与处理模块被进一步配置为在接收到所述协议转化与数据转发模块的数据后，对接收数据进行存储。
进一步地，还包括保护装置，所述保护装置包括外壳、支架和连接组件，所述外壳内设置有所述控制模块，所述外壳通过所述连接组件固定于所述支架，所述外壳上设置有散热孔并在底部设置减震垫。
进一步地，所述连接组件为U型锁，所述支架设置为两个，两个支架设置于车辆顶部，所述外壳通过所述U型锁固定于两个支架上。
本发明的有益效果是：
1、本发明设计的车载卫星中继可以提供更高效、更稳定、更灵活和更便捷的通信服务。它可以解决车辆行驶在通信信号较弱或不稳定的地区的通信问题，提高通信质量和可靠性，同时降低通信成本和维护难度。
2、本发明设计的车载卫星中继的中继链路设计方法与覆盖实施方案可以解决中继链路覆盖不足的问题，能够覆盖更广泛的通信范围，确保车辆行驶在不同地区均能获得稳定的通信信号。能够实现中继链路的快速建立，提高通信的实时性和可靠性。能够兼容不同类型的通信设备，提高通信的灵活性和可用性。
3、本发明的车载卫星中继的姿态感知与自适应天线设计方法可以时实掌握并预测车辆运动状态，根据车辆姿态调整波束方向，保证波束时刻对准卫星，实现天线增益最大化。相比于传统的车载卫星网络终端，本发明具有更高的天线指向精度和更稳定的连接质量，可以在复杂的环境下提供更好的通信服务。
4、本发明的车载卫星中继的便携式可折叠拆卸外形设计方法，可以解决安装和调整困难，不同车辆形态适配问题，能够具有灵活的外形设计和便携方案，根据车辆的具体情况进行安装和调整，提高安装的便捷性和可操作性。能够具有多种安装方式和多种安装角度，确保适配不同车辆形态和安装需求，提高通信的灵活性和可用性。可以满足不同用户的需求。
5、本发明设计的车载卫星中继的通信协议兼容与转化方法可以解决不同通信协议和设备之间的兼容性问题，能够支持多种通信协议和设备，包括卫星通信、无线通信等，提高通信的灵活性和可用性。能够实现通信协议之间的转化和协议适配，确保不同设备之间的通信能够顺利进行。能够实现快速的协议切换和设备切换，确保通信链路的稳定性和持久性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的结构图。
图2示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的实现自适应跟踪的流程图。
图3示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的工作模式示意图。
图4示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的天线模块的结构图。
图5示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继在设置有中继链路地面通信模块时的结构图。
图6示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继在设置有中继链路地面通信模块时实现覆盖方案的流程图。
图7示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继在设置有三个模块时的结构图。
图8示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的通信协议兼容与转化模块的结构图。
图9示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的通信协议兼容与转化模块实现协议转换的流程图。
图10示出了根据本发明实施例的网络协议分层架构模型结构图，其中（a）表示地面网络协议，（b）表示卫星网络协议。
图11示出了根据本发明实施例的一种车载卫星中继的保护装置的结构图，其中，（a）表示主视图，（b）表示左视图，（c）表示俯视图，（d）表示立体图。
图中：100、姿态感知与自适应天线星地通信模块；101、姿态传感器；102、天线模块；1021、第一天线载体；1022、第一天线阵列；1023、第一屏蔽面板；1024、第二天线载体；1025、第二天线阵列；1026、第二屏蔽面板；1027、星地链路天线载体；1028、星地链路天线阵列；103、控制模块；200、中继链路地面通信模块；300、通信协议兼容与转化模块；301、协议转化与数据转发模块；302、数据存储与处理模块；400、支架；500、外壳；600、U型锁。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明实施例提供一种车载卫星中继，如图1所示，包括姿态感知与自适应天线星地通信模块100，所述姿态感知与自适应天线星地通信模块100包括姿态传感器101、天线模块102以及控制模块103；所述姿态传感器与所述控制模块连接，被配置为获取车辆姿态变化量并馈送至所述控制模块；所述天线模块与所述控制模块连接，被配置为接收信号并馈送至所述控制模块。
需要说明的是，姿态传感器可以实现为多个传感器的组合，例如可以包括陀螺仪和加速度计。
所述控制模块被配置为实现自适应跟踪流程，如图2所示，自适应跟踪流程包括：
预设一个阈值，基于所述车辆姿态变化量，在所述车辆姿态变化量大于所述阈值的情况下，令所述天线模块扩大波束宽度，在所述车辆姿态变化量小于所述阈值的情况下，令所述天线模块提高信号增益；
获取接收信号向量s(n)，使用公式计算协方差矩阵估计值，其中N表示接收到的所有参考信号总数，s H (n)表示第n路参考信号矩阵的转置共轭，n表示n路参考信号；对协方差矩阵估计值进行特征值分解/>，其中U由矩阵Q进行特征值分解后得到的特征向量组成，U H 表示U的转置共轭；对特征值进行排序，分离出信号子空间以及噪声子空间，根据分离出的信号子空间以及噪声子空间建立谱函数，进行遍历搜索，得到所有波束期望方向/>；
基于所述车辆姿态变化量，所述车辆姿态变化量包括加速度和角加速度，根据几何关系计算各个方位的角度偏移量和位移并转化为反方向的补偿量，根据补偿量计算补偿相应权值；根据所有波束期望方向/>，
利用自使用跟踪方法计算优化目标最优权值；确定最终权重/>，将最终权重输出至移相器，通过移相器控制所述天线模块对准卫星。
示例性的，该车载卫星中继安装于车辆上，如图3所示，通过车载卫星中继与卫星进行通信。姿态感知与自适应天线星地通信模块中内置陀螺仪和加速度计，时实掌握并预测天线指向变化，保证天线时刻对准卫星，实现天线增益最大化，通过姿态感知与自适应天线星地通信模块实现波束的自适应跟踪。在获取波达方向以及车辆姿态变化量后，计算天线阵列相移值，姿态补偿值，合并输出最终权值实现自适应跟踪卫星等终端设备。首先，分析传感器部分的变化量确定车辆的行驶路况，为此设定一个阈值，阈值大小根据车辆行驶在不同路况时传感器变化量的均值确定，若单位时间内传感器各值变化量均值大于阈值则判断路况较差，反之判断路况较好。若判断结果为较差路况，则扩大波束宽度，降低车辆抖动对波束跟踪的影响；若判断为优秀路况，则使用较窄波束，提高信号增益。
波达方向的估计使用基于协方差矩阵特征分解理论的子空间类算法，通过分析接收到的参考信号获取接收信号向量，计算信号的协方差矩阵，进行特征值分解，将特征值根据大小排序后，将较大的一般特征值组成信号子矩阵，将特征值较小的部分作为噪声子矩阵，将协方差矩阵分解为，通过含方向参数的谱函数分析遍历所有方向，确定极大值的方向为期望波达方向；
每个天线的接收信号，首先通过混频、滤波、ADC、下变频得到数字信号，同时获取波达方向估计技术期望方向值，使用自适应算法计算各信号合并权重。自适应跟踪算法，可采用SMI等自适应算法来确定，将最小阵列输出功率作为优化函数，目标方向权值的共轭转置与期望方向导向矢量的乘积为常数来作为约束条件，用拉格朗日泛函求解最优移相器权值。
姿态传感器获取车辆的方向加速度以及角加速度，结合车辆行驶速度以及物理学公式计算车辆的水平位移量以及角度偏移量，根据几何关系计算目标方向的偏移量，并将其作为期望方向的补偿量，计算周期设置为u，最后合并计算出补偿后的期望方向。
实现高精度实时跟踪功能。通过传感器数据进行预测，判断车辆驾驶环境，若判断结果为较差路况，则扩大波束宽度，提高定向波束的覆盖面积，减小车辆姿态变化对波束方向变化的干扰；若判断为优秀路况，则使用较窄波束，从而抑制干扰、提高信噪比，使得卫星接收端获得更大的信号增益。
如图4所示，所述天线模块102包括第一天线载体1021、第一天线阵列1022、第一屏蔽面板1023、第二天线载体1024、第二天线阵列1025、第二屏蔽面板1026、星地链路天线载体1027以及星地链路天线阵列1028；其中，所述第一天线阵列1022设置于所述第一天线载体1021，所述第二天线阵列1025设置于所述第二天线载体1024，所述星地链路天线阵列1028设置于所述星地链路天线载体1027；所述第二天线载体1024的一端通过第一屏蔽面板1023连接所述第一天线载体1021，所述第二天线载体1024的另一端通过第二屏蔽面板1026连接所述星地链路天线载体1027。
星地链路天线阵列1028为对卫星天线阵列，第一天线阵列1022和第二天线阵列1025为对用户天线阵列，第一天线阵列1022设置于车内，用于对车内终端，结合图3，第二天线阵列1025设置于车外，用于对车外终端。第一天线阵列1022和星地链路天线阵列1028采用平面圆形阵列，第二天线阵列1025使用圆柱形天线阵列。星地链路天线阵列1028的天线阵列天线面朝上，位于天线模块上部；第一天线阵列1022位于星地链路天线阵列1028底部，天线面朝下；第二天线阵列1025采用的圆柱型结构立体排列，实现车辆周围一定范围内的用户终端都能采用波束赋形功能，提高用户接收信号强度的同时达到节能的目的。三个天线阵列之间加入金属板（即第一屏蔽面板1023和第二屏蔽面板1026）隔绝阵列信号之间的干扰。
如图5所示，该车载卫星中继还包括中继链路地面通信模块200，该中继链路地面通信模块200针对小范围无线覆盖的需求，提供多种接入模式的选择并可以根据需要设置覆盖范围，如图6所示。第一种模式是车内小范围的覆盖模式，车内终端可以免费接入中继链路。此模式适用于车内小范围的通信需求，中继链路的覆盖功率很小，以达到节省能源的目的。第二种模式是大范围的覆盖模式，覆盖范围可达数百米，终端可以付费接入中继链路。同时，我们还提供了事先备案的终端免费接入服务，以满足更广泛的通信需求。中继站具备记忆功能，当终端在小范围节能覆盖模式下接入过中继链路时，它们可以在大范围覆盖模式下免费接入中继链路，提供更方便、更高效的服务，同时有助于节省能源消耗。此外，我们的中继链路覆盖模式可以根据传感器设计算法自动选择，例如，当传感器探测到车辆处于行驶状态时，选择小范围覆盖模式，仅以方向向下的天线阵列覆盖车内终端，以节省能量。当传感器探测到车辆处于熄火停止状态时，提示用户选择中继运行模式，包括关闭模式、远程定向天线WiFi模式和手提模式，可根据需求自由选择不同的覆盖范围，满足各种不同的通信需求。
如图7所示，该车载卫星中继还包括通信协议兼容与转化模块300，该通信协议兼容与转化模块300被配置为实现通信协议兼容与转化，解决不同通信***之间的通信协议不兼容问题，以实现数据互通。该方法可以将一种通信协议的数据格式转换成另一种通信协议的数据格式，使卫星和地面的通信***可以相互兼容。
如图8所示，通信协议兼容与转化模块300包括协议转化与数据转发模块301以及数据存储与处理模块302。其中数据存储与处理模块302用于完成数据的存储和信号的处理。通过对当前状态的判定，发送控制信号至姿态感知与自适应天线模块，以确保设备间通信传输的稳定性。协议转化与数据转发模块301用于实现不同通信协议之间的转换和转发。
如图9所示，该通信协议兼容与转化模块300建立协议数据库，在接收侧完成数据协议判断后，按照不同协议对应的分层架构模型对接收数据进行分层处理、读取、检验和去包操作，从而得到原始数据。通过数据链路层协议的差错检验方法，确保数据接收的准确性。如果检验出错，将发送重传信号请求重传数据包；如果检验无误，则将原始数据进行缓存，以便在逐层封装后核验出错时，能够从存储模块内快速读取数据并重新进行调制和封装。然后，按照发送侧的数据协议对应的分层架构模型，对数据进行调制和逐层封装。如果核验无误，则发送信号至存储模块，擦除此缓存数据，并将封装后的数据发送至终端。
例如，当接收数据为地面网络协议，并经协议判断为地面网络协议时，按照图10中（a）所示的从下至上的分层读取、检验和去包操作，得到原始数据。如果检验无误，则如图7所示，将原始数据进行缓存，然后按照图10中（b）所示的从上至下的调制和逐层封装操作。如果核验无误，则发送信号至存储模块，擦除此缓存数据，并将封装后的数据发送至终端。
如图11所示，设计了一个保护装置，该保护装置用于安装核心模块，具有可拆卸和可置于车顶的特性的车载中继器外形，该外形牢固且风阻小，能够抵御大风大雨，并可手提至室内。材质轻便，适用于不同车型。底部由两根设置于车顶的支架400构成，每根车顶支架尺寸的高不超过5cm，长约为180cm。每个支架400的两端有固定夹，通过底部滑道移动以适应不同车宽。为了提高透波率，车载中继器的外壳500采用高分子复合材料（如PPA、PPO、PC等）构成。车载中继器外壳尺寸的高约为20cm。车顶支架结合车载中继整体增高不超过30cm。其中，PPA材料具有高介电常数（>6）和损耗介质小的优点，这种材料能够有效地传播电磁波，使其能够低损耗地穿过外壳，与卫星进行通信。外壳500通过U型锁600固定于支架400，并设计成流线型以减小风阻。外壳500有效地保护中继器，防止灰尘、水分、异物和其他外部因素进入设备内部，确保内部元件不受损害、腐蚀或短路等问题的影响，从而提高设备的稳定性和可靠性。车载中继器的侧面设计有散热孔，并在底端设置了减震垫。中继器在运行时会产生热量，侧面的散热结构有助于提供良好的散热和通风，防止设备过热，确保设备的工作温度在适当范围内，避免过热对性能和寿命的影响。此外，采用减震材料、减震结构或减震垫等可以减少机械震动对设备的影响，提高设备的稳定性和抗震能力。
该车载中继器外形用于保护车载卫星中继的核心处理模块，包括控制模块、中继链路地面通信模块和通信协议兼容与转化模块。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (10)
1.一种车载卫星中继，其特征在于，包括姿态感知与自适应天线星地通信模块，所述自适应天线星地通信模块包括姿态传感器、天线模块以及控制模块；
所述姿态传感器与所述控制模块连接，被配置为获取车辆姿态变化量并馈送至所述控制模块；
所述天线模块与所述控制模块连接，被配置为接收信号并馈送至所述控制模块；
所述控制模块被配置为：
预设一个阈值，基于所述车辆姿态变化量，在所述车辆姿态变化量大于所述阈值的情况下，令所述天线模块扩大波束宽度，在所述车辆姿态变化量小于所述阈值的情况下，令所述天线模块提高信号增益；
获取接收信号向量s(n)，使用公式计算协方差矩阵估计值，其中N表示接收到的所有参考信号总数，s H (n)表示第n路参考信号矩阵的转置共轭，n表示接收信号的标号；对协方差矩阵估计值进行特征值分解/>，其中U由矩阵Q进行特征值分解后得到的特征向量组成，U H 表示U的转置共轭，/>表示由分解后特征值构成的对角矩阵；对特征值进行排序，分离出信号子空间以及噪声子空间，根据分离出的信号子空间以及噪声子空间建立谱函数，进行遍历搜索，得到所有波束期望方向/>；
基于所述车辆姿态变化量，所述车辆姿态变化量包括加速度和角加速度，根据几何关系计算各个方位的角度偏移量和位移并转化为反方向的补偿量，根据补偿量计算补偿相应权值；
根据所有波束期望方向，利用自适应跟踪方法计算优化目标最优权值/>；
确定最终权重，将最终权重输出至移相器，通过移相器控制所述天线模块对准卫星。
2.如权利要求1所述的车载卫星中继，其特征在于，所述根据所有波束期望方向，利用自使用跟踪方法计算优化目标最优权值/>，包括：
将最小阵列输出功率作为优化函数，目标方向权值的共轭转置与期望方向导向矢量的乘积为常数来作为约束条件，用拉格朗日泛函求解得到优化目标最优权值。
3.如权利要求1所述的车载卫星中继，其特征在于，所述天线模块包括第一天线载体、第一天线阵列、第一屏蔽面板、第二天线载体、第二天线阵列、第二屏蔽面板、星地链路天线载体以及星地链路天线阵列；
其中，所述第一天线阵列设置于所述第一天线载体，所述第二天线阵列设置于所述第二天线载体，所述星地链路天线阵列设置于所述星地链路天线载体；
所述第二天线载体的一端通过第一屏蔽面板连接所述第一天线载体，所述第二天线载体的另一端通过第二屏蔽面板连接所述星地链路天线载体。
4.如权利要求1所述的车载卫星中继，其特征在于，还包括中继链路地面通信模块，所述中继链路地面通信模块被配置为：
在车辆处于行驶状态的情况下，进入车内小范围覆盖模式，在所述车内小范围覆盖模式下，所述天线模块覆盖车内终端；
在车辆未处于行驶状态的情况下，根据输入的指令，确定中继运行模式，所述中继运行模式包括关闭模式和远程定向天线WiFi模式，在所述关闭模式下，所述自适应天线星地通信模块停止工作，在所述远程定向天线WiFi模式下，所述天线模块覆盖车内和车外。
5.如权利要求4所述的车载卫星中继，其特征在于，在所述车内小范围覆盖模式下，车内终端免费接入中继链路，在所述远程定向天线WiFi模式下，车外终端付费接入中继链路。
6.如权利要求1所述的车载卫星中继，其特征在于，还包括通信协议兼容与转化模块，所述通信协议兼容与转化模块被配置为卫星通信协议的数据格式与地面通信协议的数据格式的转换，以使卫星和地面的通信***相互兼容。
7.如权利要求6所述的车载卫星中继，其特征在于，所述通信协议兼容与转化模块包括：
数据存储与处理模块，被配置为完成数据的存储和信号的处理，通过对卫星通信协议的数据格式进行判断，在卫星通信协议的数据格式与地面通信协议的数据格式一致的情况下，发送控制信号至所述姿态感知与自适应天线模块；
协议转化与数据转发模块，被配置为根据所述数据存储与处理模块的判断，在卫星通信协议的数据格式与地面通信协议的数据格式不一致的情况下，按照协议对应的分层架构模型对接收数据进行分层处理、读取、检验和去包操作，得到原始数据，通过数据链路层协议的差错检验方法，确保数据接收的准确性，如果检验出错，将发送重传信号至所述数据存储与处理模块请求重传数据包；如果检验无误，则将原始数据进行缓存，按照地面通信协议的数据格式对应的分层架构模型，对原始数据进行调制和逐层封装，并将封装后的数据发送至所述数据存储与处理模块。
8.如权利要求7所述的车载卫星中继，其特征在于，所述协议转化与数据转发模块被进一步配置为在对原始数据进行调制和逐层封装后，对封装后的数据进行检验，在检验合格后，清除缓存数据；
所述数据存储与处理模块被进一步配置为在接收到所述协议转化与数据转发模块的数据后，对接收数据进行存储。
9.如权利要求1至8中任一项所述的车载卫星中继，其特征在于，还包括保护装置，所述保护装置包括外壳、支架和连接组件，所述外壳内设置有所述控制模块，所述外壳通过所述连接组件固定于所述支架，所述外壳上设置有散热孔并在底部设置减震垫。
10.如权利要求9所述的车载卫星中继，其特征在于，所述连接组件为U型锁，所述支架设置为两个，两个支架设置于车辆顶部，所述外壳通过所述U型锁固定于两个支架上。
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