[發(fā)明專利]應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線自動(dòng)對(duì)星方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110286819.9
• 申請(qǐng)日: 2021-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN113091692B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李崢嶸;李井源;李小霞;歐鋼;孫廣富;王飛雪;劉增軍;周蓉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué);天津先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01C1/00
• 分類號(hào): G01C1/00;H01Q3/00;H01Q3/08
• 代理公司: 廣州嘉權(quán)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 44205
• 代理人: 易彬

本發(fā)明公開了一種應(yīng)用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線自動(dòng)對(duì)星方法與系統(tǒng)，包括依次連接的星歷接收解算裝置，對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備，對(duì)星方位校準(zhǔn)設(shè)備，天線對(duì)星控制實(shí)現(xiàn)設(shè)備。通過星歷接收結(jié)算裝置得到衛(wèi)星在某一固定參考系下的精確位置，并通過對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備得到天線旋轉(zhuǎn)的初步方位、俯仰信息，利用對(duì)星方位校準(zhǔn)設(shè)備完成對(duì)初步方位、俯仰的校準(zhǔn)，將該校準(zhǔn)后的方位、俯仰信息通過天線對(duì)星控制實(shí)現(xiàn)設(shè)備控制天線實(shí)現(xiàn)對(duì)星，實(shí)現(xiàn)了一種自動(dòng)精準(zhǔn)對(duì)星的方式，本發(fā)明通過自我校準(zhǔn)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)窄波束天線的精準(zhǔn)對(duì)星，也可作為一種衛(wèi)星監(jiān)視的系統(tǒng)，對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航領(lǐng)域信號(hào)收發(fā)重大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線自動(dòng)對(duì)星方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)主要由三個(gè)獨(dú)立部分組成：北斗導(dǎo)航衛(wèi)星、地面站以及用戶終端，用戶終端發(fā)送業(yè)務(wù)請(qǐng)求，通過北斗導(dǎo)航衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給地面站，地面站接收用戶終端發(fā)送的入站消息，經(jīng)過入站鏈路的信號(hào)放大、變頻、捕獲、跟蹤、信息解調(diào)處理得到業(yè)務(wù)內(nèi)容；根據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求內(nèi)容，生成出站信息，由出站鏈路的信號(hào)生成發(fā)射、功率放大，經(jīng)由北斗導(dǎo)航衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)給用戶機(jī)，完成業(yè)務(wù)回執(zhí)。

地面站與北斗導(dǎo)航衛(wèi)星間通信門戶為地面站的天線對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的收發(fā)，地面站天線的輻射性能和接收性能都具備一定的方向性，通信過程中地面站的天線與北斗導(dǎo)航衛(wèi)星對(duì)準(zhǔn)的實(shí)時(shí)性是通信成功的基礎(chǔ)。一般情況下，為了滿足系統(tǒng)鏈路預(yù)算的需求，地面站的天線通常選用高增益的窄波束天線；而北斗導(dǎo)航衛(wèi)星為GEO衛(wèi)星，由于與赤道有一定的傾斜角，一天的周期內(nèi)其星下點(diǎn)呈“8”字形旋轉(zhuǎn)，因此天線對(duì)星的角度需隨著衛(wèi)星位置的變化而自動(dòng)做出調(diào)整，目前的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的天線不能準(zhǔn)確可靠的對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)航衛(wèi)星，缺少一種自動(dòng)且穩(wěn)定可靠的方式來滿足北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線精準(zhǔn)對(duì)星的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線自動(dòng)對(duì)星方法與系統(tǒng)，能夠滿足北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中窄波束天線精準(zhǔn)對(duì)星的需求。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線自動(dòng)對(duì)星系統(tǒng)，包括：

星歷接收解算裝置，所述星歷接收解算裝置用于接收北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的星歷信息，然后解析得到衛(wèi)星在某一固定參考系下的精確位置；

對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備，所述對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備與星歷接收解算裝置相連，以用于接收衛(wèi)星在所述固定參考系下的精確位置，然后根據(jù)地面站天線所在位置精確的經(jīng)緯度、海拔信息與衛(wèi)星的精確位置進(jìn)行計(jì)算處理，得到天線旋轉(zhuǎn)的初步方位和俯仰信息；

對(duì)星方位校準(zhǔn)設(shè)備，所述對(duì)星方位校準(zhǔn)設(shè)備與所述對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備相連，以用于實(shí)現(xiàn)對(duì)初步方位和俯仰信息的校準(zhǔn)；

天線對(duì)星控制設(shè)備，所述天線對(duì)星控制設(shè)備與所述對(duì)星方位校準(zhǔn)設(shè)備相連，用于接收經(jīng)過校準(zhǔn)的初步方位和俯仰信息并控制地面站天線動(dòng)作以實(shí)現(xiàn)天線的對(duì)星處理。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的窄波束天線自動(dòng)對(duì)星方法，包括以下步驟：

S1、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星以廣播的形式發(fā)送星歷信息，每間隔T0時(shí)間更新一次星歷信息；

S2、接收機(jī)接收廣播的星歷信息，經(jīng)過星歷解析和衛(wèi)星位置計(jì)算得到衛(wèi)星在某一固定參考系下的精確位置，接收機(jī)定期將解算的衛(wèi)星位置發(fā)送給對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備，發(fā)送周期為T1；

S3、對(duì)星方位計(jì)算設(shè)備根據(jù)接收機(jī)間隔T1周期發(fā)送的地面站衛(wèi)星位置，結(jié)合地面站天線的地理位置，定期計(jì)算得到各個(gè)周期時(shí)刻初步的天線方位俯仰角；

S4、對(duì)星方位校準(zhǔn)設(shè)備基于初步的天線方位俯仰角，找到校準(zhǔn)天線對(duì)星的最大值，并將此結(jié)果作為校準(zhǔn)的天線方位俯仰；

S5、地面站天線對(duì)星控制設(shè)備接收到各個(gè)周期時(shí)刻校準(zhǔn)后的天線方位俯仰信息，經(jīng)過判斷后控制天線的轉(zhuǎn)動(dòng)。