[發(fā)明專(zhuān)利]一種動(dòng)中通天線的尋星方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410353556.9
• 申請(qǐng)日: 2014-07-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104124529A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐燁烽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京星網(wǎng)衛(wèi)通科技開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q3/08
• 分類(lèi)號(hào): H01Q3/08
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)中通天線的尋星方法，用于動(dòng)中通天線穩(wěn)定跟蹤控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

動(dòng)中通天線可在移動(dòng)的載體上確保天線面始終對(duì)準(zhǔn)地球同步衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)高帶寬的實(shí)時(shí)圖像及數(shù)據(jù)傳輸，在國(guó)防、邊防、反恐、應(yīng)急救災(zāi)、政府等部門(mén)具有十分廣泛的應(yīng)用前景。

動(dòng)中通天線由天饋系統(tǒng)和伺服控制系統(tǒng)兩部分組成。天饋系統(tǒng)包括天線面、雙工器、濾波器、下變頻器、上變頻器、波導(dǎo)等部件，構(gòu)成衛(wèi)星通信系統(tǒng)的基本要素；伺服控制系統(tǒng)需要驅(qū)動(dòng)天線面完成掃描尋星、穩(wěn)定跟蹤等功能，確保天線面在載體移動(dòng)過(guò)程中精確指向衛(wèi)星。

動(dòng)中通天線的尋星過(guò)程是指天線在空間中自動(dòng)找到待跟蹤衛(wèi)星的過(guò)程，該過(guò)程是確保天線能在動(dòng)態(tài)下實(shí)時(shí)高精度跟蹤衛(wèi)星的前提，也是動(dòng)中通天線的主要核心技術(shù)之一。動(dòng)中通天線的尋星主要包括系統(tǒng)上電后初次尋星和跟蹤過(guò)程中衛(wèi)星信號(hào)丟失后重新尋星兩個(gè)方面。

當(dāng)前，動(dòng)中通天線的初始尋星過(guò)程主要是指依靠高精度慣性導(dǎo)航系統(tǒng)給出的位置及姿態(tài)角信息來(lái)計(jì)算天線的尋星指令角(俯仰角、極化角、方位角)，并控制天線對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。這種方案對(duì)慣導(dǎo)系統(tǒng)的要求較高，為了確保天線能夠鎖定最大的衛(wèi)星信號(hào)，慣導(dǎo)系統(tǒng)的自主尋北精度必須達(dá)到0.1°以上，而如此高精度的慣導(dǎo)系統(tǒng)的成本已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)動(dòng)中通天線本身的成本，這是大多數(shù)研制單位和用戶無(wú)法承受的。為了有效地降低成本，必須選用低精度、低成本慣導(dǎo)系統(tǒng)，而低精度慣導(dǎo)無(wú)法自主尋北輸出正確的航向，因此，天線無(wú)法得到準(zhǔn)確的對(duì)星指令角。為了解決基于低精度慣導(dǎo)的動(dòng)中通天線初始化問(wèn)題，目前大多數(shù)研制單位均采用天線方位軸0°-360°掃描加衛(wèi)星信標(biāo)信號(hào)峰值識(shí)別技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)天線尋星，但天線尋星過(guò)程中尚不具備隔離載體運(yùn)動(dòng)的功能，當(dāng)載體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，尋星的成功率會(huì)大大下降，此外，目前已有的尋星算法單純依靠AGC(Adaptive?Gain?Control，自動(dòng)增益控制)電平尋找衛(wèi)星，不具備粗掃尋星對(duì)慣導(dǎo)賦值、精掃尋星對(duì)慣導(dǎo)航向進(jìn)行精密修正的手段，這種方法在天線轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)后由于慣導(dǎo)系統(tǒng)的誤差沒(méi)有消除，則跟蹤性能會(huì)有所下降。此外，目前公開(kāi)的動(dòng)中通天線尋星方法主要針對(duì)系統(tǒng)上電后的初始尋星方法，沒(méi)有對(duì)動(dòng)中通天線在使用過(guò)程中遇到的所有情況下的尋星策略進(jìn)行系統(tǒng)的描述和探討。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種動(dòng)中通天線的尋星方法。

本發(fā)明技術(shù)解決方案為：一種動(dòng)中通天線的尋星方法，包括下列步驟：

(1)動(dòng)中通天線跟蹤衛(wèi)星前，天線開(kāi)展初始尋星，并通過(guò)尋星判定準(zhǔn)則來(lái)確認(rèn)是否已找到衛(wèi)星信號(hào)，所述的尋星判定準(zhǔn)則為：

1)天線方位旋轉(zhuǎn)整周360°以上，以確保天線不會(huì)丟失AGC最大信號(hào)點(diǎn)，如圖3所示，在0-360°范圍內(nèi)，AGC電平曲線形狀會(huì)出現(xiàn)一個(gè)最大值；

2)AGC電平最大值原則：AGC電平最大值需大于V_h，V_h以下的電平值認(rèn)為當(dāng)前天線存在遮擋，AGC電平在V_h以上，表征天線指向角在衛(wèi)星信號(hào)附近，本實(shí)施例中，V_h選擇為2.5V；

(2)跟蹤過(guò)程中，時(shí)刻監(jiān)視AGC電平信號(hào)，進(jìn)行丟星判斷；

(3)跟蹤過(guò)程中如果遇到遮擋、干擾等因素，天線丟失跟蹤衛(wèi)星(失鎖)，此時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始重新尋星，進(jìn)行掃星判斷；如果找到衛(wèi)星信號(hào)，則再次轉(zhuǎn)入跟蹤狀態(tài)，如果未找到衛(wèi)星信號(hào)，且已達(dá)到重新尋星時(shí)間，則轉(zhuǎn)入初始尋星。

天線開(kāi)機(jī)尋零完成后，將自動(dòng)按照待跟蹤衛(wèi)星信息進(jìn)行尋星，步驟(1)中所述的初始尋星包含以下步驟：

1)將天線的信標(biāo)機(jī)頻率設(shè)置為待跟蹤衛(wèi)星的單載波頻率；

2)天線方位角按照15°/s的速度順時(shí)針旋轉(zhuǎn)進(jìn)行粗掃，天線隔離載體的運(yùn)動(dòng)，使天線在進(jìn)行整周粗掃過(guò)程中能夠一直保持空間上的水平穩(wěn)定；

3)在方位勻速旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，記錄360°整周范圍內(nèi)的AGC電平值以及其中最大值，并且不斷判斷AGC電平是否滿足尋星判定準(zhǔn)則；

4)在旋轉(zhuǎn)一周之后，開(kāi)始判斷包含整周AGC電平的存儲(chǔ)列表中是否存在滿足尋星判定準(zhǔn)則的AGC電平，如果存在，則認(rèn)為在尋星過(guò)程中找到了衛(wèi)星信號(hào)；

5)如果判定已找到衛(wèi)星信號(hào)，則按照經(jīng)緯度信息和慣導(dǎo)的姿態(tài)航向信息解算出當(dāng)前時(shí)刻的慣導(dǎo)真航向，并給慣導(dǎo)航向賦值，轉(zhuǎn)向步驟6)；如果判定未找到衛(wèi)星信號(hào)，則在一直旋轉(zhuǎn)，執(zhí)行步驟2)至5)，直到找到為止；

6)根據(jù)慣導(dǎo)信息，解算得到天線的指令角，天線在指令角附近±20°范圍內(nèi)來(lái)回旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行小范圍精掃；