[發明專利]一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法

有效

• 申請號: 202010202169.0
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111366953B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 朱俊;呼延宗泊;熊菁
• 申請（專利權）人: 中國西安衛星測控中心
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/25
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 曾慶喜

1.一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1、建立關于星載Ka相控陣天線和地基Ka相控陣天線的位置姿態模型；

步驟2、提出星間可見性判斷算法；

步驟3、提出跟蹤可見報生成算法。

2.根據權利要求1所述一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法，其特征在于，所述位置姿態模型中參數包括錐形波束角、方波束角、天線安裝位置偏差、天線瞄準線矢量、天線方位矢量。

3.根據權利要求1所述一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法，其特征在于，步驟2具體過程為：

步驟2.1、建立坐標系，獲得衛星1、衛星2之間的衛星1-衛星2天線相位中心矢量；

步驟2.2、衛星1-衛星2天線相位中心矢量，判斷衛星2對衛星1可見條件：

計算地心至天線相位中心矢量的距離，若該距離大于地球半徑，則衛星1至衛星2未受地球遮擋，否則受地球遮擋；

計算衛星1-衛星2天線相位中心矢量與衛星1天線法向的夾角，判斷是否小于衛星1天線錐形波束角；

將衛星1-衛星2天線相位中心矢量轉換到衛星1的本體坐標系下，得到其在衛星1本體坐標系下的方位角和俯仰角，判斷是否在衛星1天線的方波束角范圍內；

若衛星1-衛星2天線相位中心矢量同時滿足未受地球遮擋、小于衛星1天線錐形波束角、小于衛星1天線方波束角，則判定衛星2對衛星1可見，否則不可見；

步驟2.3、交換衛星1和衛星2，重復步驟2.2，若衛星1對衛星2也可見，則判定衛星1、衛星2相互可見。

4.根據權利要求3所述一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法，其特征在于，步驟2.1具體過程為：設衛星1在慣性坐標系中的位置矢量為r₁＝(x₁,y₁,z₁)，天線安裝位置偏差天線坐標系中的瞬時位置變化天線坐標系中的天線法線矢量相應地，對于衛星2有r₂＝(x₂,y₂,z₂)，則衛星1天線相位中心到衛星2天線相位中心的矢量為：

其中

表示衛星天線坐標系到衛星本體坐標系的轉換矩陣，下標1表示衛星1，

表示衛星本體坐標系到軌道坐標系的轉換矩陣，根據衛星飛行姿態定義，

表示軌道坐標系到慣性坐標系轉換矩陣，根據衛星的瞬時位置速度定義；

同理，衛星2到衛星1的矢量為：

5.根據權利要求3所述一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法，其特征在于，步驟2.2中所述計算地心至衛星1、衛星2連線距離具體為：

其中，表示地心至衛星1、衛星2連線與地心至衛星1連線的夾角。

6.根據權利要求3所述一種北斗Ka復雜相控陣天線跟蹤可見報生成算法，其特征在于，步驟2.2中所述計算天體相位中心矢量與相應衛星天線法向夾角具體過程為：

對衛星1天線，計算r₂₁與衛星1天線法向夾角θ₂₁：

對衛星2天線，計算r₁₂與衛星2天線法向夾角θ₁₂：

衛星1法線為軸的錐形波束角θ為視線矢量與天線法線矢量的夾角，判斷是否滿足θ₂₁θ。