[發(fā)明專利]適于衛(wèi)星通信設(shè)備的圖形化輔助對(duì)星方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811408317.3
• 申請(qǐng)日: 2018-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN109639337B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏武;裴道鷹;石鋒;湯善東;何瑞;劉振威;沈金海;曾曉光;鄭成輝;賴海光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京控維通信科技有限公司
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 張磊

1.一種適于衛(wèi)星通信設(shè)備的圖形化輔助對(duì)星方法，其特征在于：以智能手機(jī)代替衛(wèi)星設(shè)備天線，將衛(wèi)星實(shí)際位置、當(dāng)前地理位置和手機(jī)指向抽象成手機(jī)顯示時(shí)所用坐標(biāo)系中的點(diǎn)和指針；以大地為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系，手機(jī)處在大地坐標(biāo)系任意位置，以手機(jī)左下角頂點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立手機(jī)坐標(biāo)系，X 軸為手機(jī)底邊所在的延長(zhǎng)線，Y 軸為手機(jī)左邊所在的延長(zhǎng)線，Z軸垂直于屏幕；該方法包括方位角和俯仰角兩個(gè)衛(wèi)星通信設(shè)備對(duì)星過(guò)程；

方位角：手機(jī)方位顯示坐標(biāo)系基于大地建立，原點(diǎn)O點(diǎn)為衛(wèi)星通信設(shè)備天線的位置，X軸 正方向表示正西方向，X軸負(fù)方向表示正東方向，Y軸正方向表示正南方向 ，Y 軸負(fù)方向表示正北方向 ，指針A 表示衛(wèi)星通信設(shè)備天線所指的位置，B圓上則顯示衛(wèi)星的位置，C點(diǎn)為衛(wèi)星真實(shí)方向，可為B圓上的任意點(diǎn)；

通過(guò)公式計(jì)算出和衛(wèi)星的夾角，方位角公式：

AZ 為衛(wèi)星設(shè)備天線方位角，λs為衛(wèi)星經(jīng)度，λe為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度，φe為當(dāng)?shù)氐木暥龋ㄟ^(guò)此公式得出當(dāng)?shù)厮谖恢煤托l(wèi)星方位角；

在使用陀螺儀處理方位角時(shí)，手機(jī)坐標(biāo)系Y軸所指向的方向?yàn)樾l(wèi)星通信設(shè)備天線所指的方向，通過(guò)公式計(jì)算獲得衛(wèi)星的位置，并顯示在手機(jī)方位顯示坐標(biāo)系 B 圓上的任意點(diǎn)C點(diǎn)上，通過(guò)手機(jī)坐標(biāo)系 Y 軸的指向變化從而改變手機(jī)方位顯示坐標(biāo)系指針 A 的指向變化，當(dāng)指針 A 指向C點(diǎn)時(shí)，手機(jī)坐標(biāo)系Y軸所指向的方向就是衛(wèi)星真實(shí)的方向，即對(duì)星時(shí) 只需將衛(wèi)星天 線的方向調(diào)整到和手機(jī)坐標(biāo)系 Y 軸所指的相同方向；

俯仰角：建立手機(jī)俯仰顯示坐標(biāo)系，O點(diǎn)為衛(wèi)星通信設(shè)備天線的位置，X軸為與地平線平行的直線，Y軸垂直于地平線，弧線 F 上顯示衛(wèi)星的位置，E 點(diǎn)為弧線F上的任意一點(diǎn)，即衛(wèi)星的真實(shí)位置，指針D為衛(wèi)星設(shè)備天線所指的方向；

在使用陀螺儀處理俯仰角時(shí)，手機(jī)坐標(biāo)系Y軸所指的方向?yàn)樾l(wèi)星設(shè)備天線所指的方向，通過(guò)公式計(jì)算獲得衛(wèi)星的位置，并顯示在手機(jī)俯仰顯示坐標(biāo)系弧線F上的任意點(diǎn)E點(diǎn)上，在移動(dòng)時(shí)手機(jī)繞手機(jī)坐標(biāo)系 X 軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度則為手機(jī)俯仰顯示坐標(biāo)系指針D在 YZ 平面所轉(zhuǎn)過(guò)的角度；當(dāng)指針D指向E點(diǎn)時(shí)，手機(jī)坐標(biāo)系Y軸所指向的就是衛(wèi)星的真實(shí)位置，即對(duì)星時(shí)只需將衛(wèi)星天線的方向調(diào)整到和手機(jī)坐標(biāo)系Y軸所指的相同方向；

通過(guò)公式計(jì)算出和衛(wèi)星的夾角，俯仰角公式：

EL 為衛(wèi)星設(shè)備天線俯仰角，λs 為衛(wèi)星經(jīng)度，λe 為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)度，φe 為當(dāng)?shù)氐木暥龋ㄟ^(guò)此公式得出當(dāng)?shù)厮谖恢煤托l(wèi)星俯仰角;

通過(guò)所算出的夾角顯示到坐標(biāo)系中：Y軸正方向指向正南方，X軸正方向指向正西方通過(guò)公式算出的AZ值如果是正值則表示南偏東，如果是負(fù)值則表示南偏東，以此在B圓上標(biāo)出衛(wèi)星所在的方位； X軸所表示和水平線平行，Y軸表示和水平線垂直，這樣在的弧線F上就可以很明確的標(biāo)出衛(wèi)星所在的位置；

其中，準(zhǔn)確顯示指針位置的操作方法包括如下步驟：

步驟1、準(zhǔn)確移動(dòng)方位指針：首先從手機(jī)傳感器中獲得地理位置中的正南方向；然后將手機(jī)圖像中的指針校準(zhǔn)與正南方向相同；然后將衛(wèi)星C點(diǎn)定位到圓B上的準(zhǔn)確位置；最后當(dāng)手機(jī)繞大地坐標(biāo)的Z軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，使C點(diǎn)在B圓上旋轉(zhuǎn)；這樣保證指針A在手機(jī)坐標(biāo)中位置不變，C點(diǎn)在大地坐標(biāo)中的方向不變；

步驟2、準(zhǔn)確移動(dòng)俯仰指針： 首先從手機(jī)傳感器中獲得水平位置；然后將手機(jī)中的指針校準(zhǔn)與X軸重合；然后將衛(wèi)星定位到弧線F上的準(zhǔn)確位置；最后當(dāng)手機(jī)繞X軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，指針D繞原點(diǎn)O旋轉(zhuǎn)；這樣保證E點(diǎn)方向不變，調(diào)整指針D就可以對(duì)準(zhǔn)衛(wèi)星。