[發(fā)明專利]一種尋星系統(tǒng)及尋星對星方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911346864.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111026167A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉冰;吳曉文;辛振明
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市星網(wǎng)榮耀科技有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G01C1/00;H04B7/185
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 胡玉

本發(fā)明提供了一種尋星羅盤系統(tǒng)及尋星對星方法，所述尋星羅盤系統(tǒng)包括衛(wèi)星站和智能終端，所述衛(wèi)星站包括電子羅盤、電子傾角儀、GPS/北斗模塊、便攜式衛(wèi)星天線、衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器、控制主板和電源模塊，所述電子羅盤、電子傾角儀位于衛(wèi)星天線的天線饋源支撐臂上，所述控制主板通過網(wǎng)絡(luò)與智能終端連接，所述智能終端中存儲有各衛(wèi)星的參數(shù)，智能終端將所選目標(biāo)衛(wèi)星的參數(shù)發(fā)送給控制主板，控制主板計算出衛(wèi)星天線應(yīng)對準(zhǔn)的目標(biāo)方位角度、俯仰角度及極化角，反饋給智能終端；依次調(diào)整衛(wèi)星天線的極化角、俯仰角度和方位角度，直到與目標(biāo)參數(shù)對應(yīng)。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，解決了手動便攜衛(wèi)星天線的對星困難，提高了手動對星精度，并大幅縮短對星時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種尋星系統(tǒng)及尋星對星方法。

背景技術(shù)

GEO衛(wèi)星處于地球36000公里的同步軌道，由于距離遠，Ku/Ka頻段無線信號損耗嚴(yán)重，地面通信天線必須和衛(wèi)星上天線精確對準(zhǔn)，才能進行通信，否則不僅無法通信，還會造成鄰星干擾。便攜衛(wèi)星站廣泛應(yīng)用于公安、消防、應(yīng)急、人防、新聞媒體、電網(wǎng)、石化、邊防、軍隊等各個行業(yè)，用于應(yīng)急搶險、維穩(wěn)處突、管線巡檢、新聞采訪等各領(lǐng)域，是在地面公/專網(wǎng)無覆蓋或癱瘓降級的情況下，提供安全高速數(shù)據(jù)通信鏈路的一種重要設(shè)備。

傳統(tǒng)便攜衛(wèi)星站，有兩種基本形態(tài)，一種是由伺服電機驅(qū)動對星的便攜自動衛(wèi)星天線及外接調(diào)制解調(diào)器（Modem）、收發(fā)機（Transceiver）構(gòu)成，其衛(wèi)星天線設(shè)置好衛(wèi)星軌位參數(shù)后，具有一鍵對星，鎖星速度較快，對星精度較高的優(yōu)點，但由于采用了多個伺服電機進行天線方位及俯仰的驅(qū)動，造成便攜自動衛(wèi)星天線功耗大，重量重、體積大、驅(qū)動及傳動裝置復(fù)雜、攜帶不方便的缺點；另一種是由無伺服電機驅(qū)動的手動便攜衛(wèi)星天線和外接Modem、Transceiver構(gòu)成，其衛(wèi)星天線具有重量輕、功耗低，體積較小、傳動裝置簡單、單人即可背負的優(yōu)點。

傳統(tǒng)手動便攜衛(wèi)星站在使用時，首先在衛(wèi)星天線架設(shè)時通過衛(wèi)星天線支撐腳調(diào)節(jié)進行水平位置找平，再通過GPS/北斗定位儀、指北針、傾角儀、頻譜儀等外部輔助儀器儀表，根據(jù)所需對準(zhǔn)的目標(biāo)衛(wèi)星軌位參數(shù)，結(jié)合GPS/北斗定位儀所測得地理位置信息，利用輔助工具或人工計算出衛(wèi)星天線對星方位、俯仰、極化角度。開通過程分為五步，第一步，先將衛(wèi)星天線極化角手動調(diào)至計算出的位置并鎖緊；第二步，手動旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星天線俯仰角度至計算所得俯仰角度并鎖緊；第三步，手動旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星天線方位角度逼近計算所得方位角度，同時仔細觀察所接頻譜儀或衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器信號強度變化，如果發(fā)現(xiàn)信號，找到信號的最大點并鎖緊，如果沒有發(fā)現(xiàn)信號，微調(diào)俯仰角度，再旋轉(zhuǎn)方位角度，如此反復(fù)，直到發(fā)現(xiàn)信號并找到方位角度上信號的最大點為止；第四步，微調(diào)衛(wèi)星天線俯仰角，觀察頻譜儀或衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器信號強度變化，找到衛(wèi)星信號最優(yōu)位置；第五步，設(shè)置衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器參數(shù)，開通衛(wèi)星通信。

傳統(tǒng)手動便攜衛(wèi)星站在開通過程中，需依靠工作人員的經(jīng)驗，輔助以頻譜儀等貴重的專業(yè)儀器儀表，并準(zhǔn)確知道所對GEO衛(wèi)星的軌道位置，手動旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星天線方向來尋找衛(wèi)星，由于要調(diào)整方位和俯仰兩個維度的方向，依靠頻譜儀顯示的信號強度判斷是否對準(zhǔn)所選衛(wèi)星，其開通難度非常高，即使受過專業(yè)培訓(xùn)的操作人員，也需要專業(yè)儀器儀表的輔助，才能在一定時間內(nèi)對準(zhǔn)衛(wèi)星。以上兩種便攜衛(wèi)星站都需要在衛(wèi)星天線對準(zhǔn)目標(biāo)衛(wèi)星后設(shè)置外接調(diào)制解調(diào)器參數(shù)來完成開通入網(wǎng)，開通時間較長。

目前有利用手機或PAD等智能智能終端自帶的陀螺儀，指北針、傾角儀、GPS/北斗定位模塊，將指定智能終端（主要是智能終端必須和衛(wèi)星天線上安放位置尺寸一致）安放在便攜衛(wèi)星天線的特定位置，利用傾角儀輔助便攜衛(wèi)星天線架設(shè)在水平位置，然后根據(jù)目標(biāo)衛(wèi)星的軌位信息，計算出衛(wèi)星天線方位、俯仰角，手動旋轉(zhuǎn)衛(wèi)星天線方位和俯仰位置，根據(jù)衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器或頻譜儀輸出的信號強度判斷是否對星成功，然后設(shè)置衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器參數(shù)，開通入網(wǎng)。此種方法，利用的智能終端所帶商用傳感器存在靈敏度低、精度差、調(diào)整方位/俯仰姿態(tài)反應(yīng)較慢、傳感器易受周圍環(huán)境影響、安放智能終端在衛(wèi)星天線制定位置是否到位、卡緊等的弊病，在環(huán)境較惡劣地區(qū)，特別是磁場較復(fù)雜地區(qū)，基本上不能完成對星，即使勉強對上衛(wèi)星，也不能保證是否是對星最佳位置，很容易造成鄰星干擾，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。