CN102428607A

CN102428607A - 通信天线自动定向装置、方法

Info

Publication number: CN102428607A
Application number: CN2009801593980A
Authority: CN
Inventors: 谢卫浩; 周家辉; 马跃
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2009-05-21
Filing date: 2009-05-21
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: US20120056784A1; US8810451B2; WO2010133029A1; CN102428607B

Abstract

本发明公开了一种通信天线自动定向装置、方法，该装置包括：目标基站地理化存储器，用于存储航空线路上的空间位置信息与目标基站标识的对应关系；传感器，用于确定航空器的当前空间位置信息；航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于根据当前空间位置信息、对应关系、以及当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有目标方向的指令；自动天线定向系统，用于接收指令，根据目标方向对定向天线进行驱动，以使定向天线在目标方向上接收地面基站的信号；宽口径天线，用于全向接收地面基站的信号；移动通讯终端，用于对宽口径天线接收的信号以及定向天线接收的信号进行处理。

Description

通信天线自动定向装置、方法

技术领域本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种通信天线自动定向装置、方法。背景技术在相关技术中，专门的蜂窝无线通信网络已经可以为航空器提供服务，让人们在飞机上也可以获得大众化的、经济实惠的移动通信服务，其中包括话音业务和分组数据业务。图 1是相关技术中地面基站覆盖航空器的示意图，如图 1所示，实现的基本方式是在地面建立一定数量、布局合适的基站网络，天线上倾覆盖民航空域，航空器上安装移动通信终端及其天线，与地面基站通信。目前，安装于航空器的移动通信终端天线，普遍釆用宽口径的全向天线，这种天线的增益较小，不能有效放大主要服务基站的信号，同时不能抑制相邻基站的干扰信号。虽然按照规范的无线规划设计，选用全向天线能够满足基本的通信质量要求，但系统的容量、覆盖方面的还比较欠缺，尤其在高速分组数据业务的应用方面受到的限制比较明显。例如，第三代（ 3rd Generation , 简称为 3G ) 通信的三种主流技术之一的码分多址接入 ( Code Division Multiple Access , 简称为 CDMA ) 2000 lxEV-DO通信系统，较高的数据速率对前向链路的信噪比要求较高，例如，物理层 2.4Mbps的下载速率要求信噪比至少大于 l ldB , 921kbps的速率也要求信噪比至少大于 2dB , 但是，在广大的软切换区域，本基站信号功率与相邻基站信号总功率接近，甚至小于相邻基站信号总功率，前向信噪比往往在 OdB至 -3dB之间的区间，仅能实现几百 kbps以下的速率。因此该天线类型对于可实现高速率的空域面积比例有比较明显的限制，在面积比例很大的软切换区只能实现中、低数据速率。航空用户属于商业高端用户，仅使用性能普通的全向天线作为终端天线，对造价高昂的地面网络和航空设备来说是一种资源的浪费。为了弥补目前航空器蜂窝通信技术的不足，急需一种解决的技术方案。发明内容考虑到相关技术中安装于航空器的移动通信终端天线在信号质量、系统的容量、覆盖、高速分组数据业务的应用方面受到的限制的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种通信天线自动定向装置、方法，以解决相关技术中存在的上述问题至少之一。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种通信天线自动定向装置。才艮据本发明的通信天线自动定向装置包括：目标基站地理化存储器，用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系，其中，空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；传感器，用于确定航空器的当前空间位置信息；航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于才艮据当前空间位置信息、对应关系、以及当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有目标方向的指令；自动天线定向系统，用于接收指令，根据目标方向对定向天线进行驱动，以使定向天线在目标方向上接收地面基站的信号；宽口径天线，用于全向接收地面基站的信号；移动通讯终端，用于对宽口径天线接收的信号以及定向天线接收的信号进行处理。优选地，传感器进一步包括： GPS传感器，用于确定航空器的当前经纬度；海拔高度传感器，用于确定航空器的当前海拔高度。优选地，目标基站地理化存储器进一步用于：存储目标基站的位置信息。优选地，主控制器具体包括：获取单元，用于根据对应关系获取与当前空间位置信息对应的目标基站的标识，并根据标识获取目标基站的位置信息；计算单元，用于才艮据目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到目标方向；发送单元，用于将目标方向通过信令发送到自动天线定向系统。优选地，自动天线定向系统具体包括：驱动器，用于根据指令中的目标方向对定向天线进行驱动；定向天线，用于在目标方向上接收地面基站的信号。优选地，定向天线为以下之一：通过阵列天线电控天线方向图的智能天线、机电式自动定向天线。优选地，驱动器具体用于：在定向天线为机电式自动定向天线时，驱动定向天线，在定向天线为智能天线时，生成天线方向图以驱动定向天线。优选地，装置进一步包括：天线罩，用于规避风阻对定向天线和宽口径天线的影响。为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种通信天线自动定向装置。才艮据本发明的通信天线自动定向装置包括：目标基站地理化存储器，用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系，其中，空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；传感器，用于确定航空器的当前空间位置信息；航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于才艮据当前空间位置信息、对应关系、以及当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有目标方向的指令；第一自动天线定向系统，用于接收指令，根据指令中的目标方向对第一定向天线进行驱动，以使第一定向天线在目标方向上接收地面基站的信号；第二自动天线定向系统，用于接收指令，根据指令中的目标方向对第二定向天线进行驱动，以使第二定向天线在目标方向上接收地面基站的信号；移动通讯终端，用于对第一定向天线和第二定向天线接收的信号进行处理。优选地，传感器进一步包括： GPS传感器，用于确定航空器的当前经纬度；海拔高度传感器，用于确定航空器的当前海拔高度。优选地，目标基站地理化存储器进一步用于：存储目标基站的位置信息。优选地，主控制器具体包括：获取单元，用于根据对应关系获取与当前空间位置信息对应的当前目标基站的标识，根据标识获取当前目标基站的位置信息，并获取最后一次存储的原目标基站的位置信息；判断单元，用于判断当前目标基站与原目标基站是否相同。优选地，主控制器还包括：第一计算单元，用于在判断单元判断为否的情况下，根据当前目标基站的位置信息、原目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基站的第一目标方向和指向原目标基站的第二目标方向；第一发送单元，用于在判断单元判断为否的情况下，发送携带有第一目标方向的第一指令，以及发送携带有第二目标方向的第二指令；更新模块，用于将原目标基站的存储信息更新为当前目标基站。优选地，第一自动天线定向系统具体包括：第一驱动器，用于才艮据第一指令中的第一目标方向对第一定向天线进行驱动；第一定向天线，用于在第一目标方向上接收当前目标基站的信号。优选地，第二自动天线定向系统具体包括：第二驱动器，用于才艮据第二指令中的第二目标方向对第二定向天线进行驱动；第二定向天线，用于在第二目标方向上接收原目标基站的信号。优选地，主控制器还包括：第二计算单元，用于在判断单元判断为是的情况下，根据当前目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基站的目标方向；第二发送单元，用于在判断单元判断为是的情况下，将目标方向通过信令发送到第一自动天线定向系统和第二自动天线定向系统，以使第一定向天线和第二定向天线均指向当前目标基站。优选地，第一定向天线或第二定向天线为以下之一：通过阵列天线电控天线方向图的智能天线、机电式自动定向天线。优选地，第一驱动器具体用于：在第一定向天线为机电式自动定向天线时，驱动第一定向天线，在第一定向天线为智能天线时，生成天线方向图以驱动第一定向天线；第二驱动器具体用于：在第二定向天线为机电式自动定向天线时，驱动第二定向天线，在第二定向天线为智能天线时，生成天线方向图以驱动第二定向天线。优选地，装置进一步包括：天线罩，用于规避风阻对第一定向天线和第二定向天线的影响。为了实现上述目的，才艮据本发明的再一方面，提供了一种通信天线自动定向装置。才艮据本发明的通信天线自动定向装置包括：目标基站地理化存储器，用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息目标基站的标识的对应关系，其中，空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；传感器，用于确定航空器的当前空间位置信息；航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于才艮据当前空间位置信息、对应关系、以及当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有目标方向的指令；电控波束智能天线定向系统，用于接收指令，根据目标方向对其定向天线进行驱动，以使定向天线在目标方向上接收地面基站的信号；移动通讯终端，用于对定向天线接收的信号进行处理。优选地，传感器进一步包括： GPS传感器，用于确定航空器的当前经纬度；海拔高度传感器，用于确定航空器的当前海拔高度。优选地，目标基站地理化存储器进一步用于：存储目标基站的位置信息。优选地，主控制器具体包括：获取单元，用于根据对应关系获取与当前空间位置信息对应的当前目标基站的标识，根据标识获取当前目标基站的位置信息，并获取最后一次存储的原目标基站的位置信息；判断单元，用于判断当前目标基站与原目标基站是否相同。优选地，主控制器还包括：第一计算单元，用于在判断单元判断为否的情况下，根据当前目标基站的位置信息、原目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基站的第一目标方向和指向原目标基站的第二目标方向；第一发送单元，用于在判断单元判断为否的情况下，发送携带有第一目标方向的第一指令，以及发送携带有第二目标方向的第二指令；更新模块，用于将原目标基站的存储信息更新为当前目标基站。优选地，电控波束智能天线定向系统具体包括：驱动器，用于才艮据第一指令中的第一目标方向对第一定向天线进行驱动，并根据第二指令中的第二目标方向对第二定向天线进行驱动；第一定向天线，用于在第一目标方向上接收当前目标基站的信号；第二定向天线，用于在第二目标方向上接收原基站的信号。优选地，主控制器还包括：第二计算单元，用于在判断单元判断为是的情况下，根据当前目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基站的目标方向；第二发送单元，用于在判断单元判断为是的情况下，发送携带有目标方向的信令，以使第一定向天线、以及第二定向天线均指向当前目标基站。优选地，装置进一步包括：天线罩，用于规避风阻对第一定向天线和第二定向天线的影响。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种通信天线自动定向方法。才艮据本发明的通信天线自动定向方法包括：主控制器从传感器获取航空器的当前空间位置信息、以及当前航空器空间朝向信息；主控制器才艮据当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息；主控制器根据当前目标基站的位置信息、当前空间位置信息、当前航空器空间朝向信息确定定向天线的目标方向，并将携带有目标方向的信令发送到智能定向天线驱动器；智能定向天线驱动器根据指令驱动定向天线，以使定向天线指向当前目标基站。优选地，当前空间位置信息包括：经纬度、海拔高度。优选地，传感器包括： GPS传感器、海拔高度传感器。优选地，主控制器根据当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息包括：主控制器根据当前空间位置信息查询目标基站地理化存储器，获取当前目标基站的位置信息，其中，目标基站地理化存储器用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系。优选地，智能定向天线驱动器根据指令驱动定向天线包括：在定向天线为机电式自动定向天线时，智能定向天线驱动器直接驱动定向天线，在定向天线为智能天线时，智能定向天线驱动器生成天线方向图以驱动定向天线。优选地，在目标基站发生变化的情况下，主控制器根据当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息之后，进一步包括：主控制器判断当前目标基站与存储的原目标基站是否相同。优选地，在主控制器判断当前目标基站与存储的原目标基站不同的情况下，主控制器确定定向天线的目标方向，并将携带有目标方向的信令发送到智能定向天线驱动器包括：主控制器根据当前目标基站的位置信息、原目标基站的位置信息、当前空间位置信息、当前航空器空间朝向信息确定指向当前目标基站的第一目标方向和指向原目标基站的第二目标方向；主控制器将第一目标方向携带在第一信令中，并发送到第一智能定向天线驱动器，将第二目标方向携带在第二信令中，并发送到第二智能定向天线驱动器。优选地，智能定向天线驱动器根据指令驱动定向天线，以使定向天线指向当前目标基站包括：第一智能定向天线驱动器驱动第一定向天线，使得第一定向天线指向当前目标基站；第二智能定向天线驱动器驱动第二定向天线，使得第二定向天线指向原目标基站。优选地，智能定向天线驱动器根据指令驱动定向天线之后，还包括：主控制器根据将原目标基站的存储信息更新为当前目标基站的存储信息。借助于本发明的技术方案，通过提出一种适用于航空器的通信天线自动定向方法和装置，配合地面站组成的蜂窝移动通信系统工作，解决了相关技术中安装于航空器的移动通信终端天线在信号质量、系统的容量、覆盖、高速分组数据业务的应用方面受到的限制的问题，能够提高用户通信质量、提高业务数据速率、以及系统容量，还可以扩大地面基站的覆盖半径，同时保障服务区之间切换的可靠性。本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：图 1是相关技术中地面基站覆盖航空器的示意图；图 2是才艮据本发明装置实施例一的通信天线自动定向装置的示意图图 3 是根据本发明实施例的某海拔高度平面目标服务基站范围分布示意图；图 4是才艮据本发明装置实施例二的通信天线自动定向装置的示意图；图 5是才艮据本发明装置实施例三的通信天线自动定向装置的示意图；图 6是才艮据本发明方法实施例的通信天线自动定向方法的流程图；图 7 是才艮据本发明方法实施例的通信天线自动定向方法切换处理的流程图。具体实施方式功能相无述在相关技术中，将高性能的定向天线应用于航空器，可以提高蜂窝移动通信质量和系统吞吐量 /容量，符合市场发展的需求，也是技术发展的趋势。但是将高性能的定向天线应用于航空器必须解决以下问题：

1、航空器在航行时，其地理位置不断变化，并可能跨越多个基站的覆盖范围，必须让定向天线持续自动、准确地指向最佳服务基站；

2、如果要求智能天线能够自动快速地搜索地面最强服务基站方向，当然是最理想的方案，但要求搜索的角度范围很大，水平面 360度，垂直面接近 180度，接近于半球形，现阶段民用通信的技术还远远未能达到这种水平，可遇见的将来，也因研制成本、器件体积限制，实现难度艮大；

3、在跨越不同基站的覆盖边界时，定向天线的方向将发生切换，在切换过程中，必须保证通信链路的质量，不能出现通信中断； 4、天线安装在航空器底部体外，不受阻挡，同时必须符合航空技术要求，考虑航空风阻、应用成本等问题，体积要尽量小巧，外形有降风阻设计。为此，本发明提供了一种通信天线自动定向装置，装置的组成部分有三种方式，可以选择其中一种，该装置中主要包括：主控制器、最优服务基站地理化存储器、 GPS传感器、航空器空间朝向传感器、一套自动定向天线系统（含驱动器和定向天线）、一套宽口径天线、或另一套自动定向天线系统（含驱动器和定向天线）、或电控波束智能天线定向系统（含驱动器和定向天线）、流线型天线罩。以上各种传感器、最优艮务基站地理化存储器和自动定向天线驱动器等，与主控制器之间均通过通信线路联系，定向天线或宽口径天线与通信终端之间通过射频线缆联系。最优服务基站地理化存储器的数据可以通过蜂窝通信网络仿真软件运算得到，并且还可以根据航空测试数据进行修正，此外，最优服务基站地理化存储器存储有航空线路上具体经纬度、海拔高度对应的最优地面服务基站 (需要切换到的目标基站）的标识、以及地面基站（目标基站）的地理信息。 GPS传感器、海拔高度传感器、载体空间朝向传感器是与航空器共享的器件，为计算天线目标方向提供输入值（例如：经纬度、海拔高度、航空器空间朝向）。自动定向天线可以是传统的机电式自动定向天线，也可以是新兴的通过阵列天线电控天线方向图的智能天线。流线型天线罩用于规避风阻对天线的影响，材料的选择要求对射频信号的损耗极小。以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。在以下的描述中，为了解释的目的，描述了多个特定的细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，艮显然，在没有这些特定细节的情况下，也可以实现本发明，此外，在不背离所附权利要求阐明的精神和范围的情况下，下述实施例以及实施例中得各个细节可以进行各种组合。装置实施例一根据本发明的实施例，提供了一种通信天线自动定向装置，图 2是根据本发明装置实施例一的通信天线自动定向装置的示意图，如图 2所示，才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置包括：目标基站地理化存储器 20(即，上述最优服务基站地理化存储器）、传感器（包括 GPS传感器 21、海拔高度传感器 22 )、航空器空间朝向传感器 23、主控制器 24、自动天线定向系统（未示出）（包括智能定向天线驱动器 250、定向天线 251 )、宽口径天线 26、移动通讯终端 27、天线罩 28。下面，对才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置进行说明。目标基站地理化存储器 20用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站（即，上述最优地面服务基站）的标识的对应关系，还可以存储目标基站的位置信息，其中，空间位置信息包括：经纬度、海拔高度。为了判别空间地理位置的最优服务基站，在相关技术中已存在网络仿真软件，釆用适合视距传播的射线跟踪模型还可以提高仿真结果的准确度，并且输出最优服务基站的地理化分布图。因此，目标基站地理化存储器 20 的数据可以通过蜂窝通信网络仿真软件运算得到。用于确定航空器的当前空间位置信息的传感器，包括 GPS传感器 21和海拔高度传感器 22, 其中， GPS传感器 21用于确定航空器的当前经纬度；海拔高度传感器 22用于确定航空器的当前海拔高度。航空器空间朝向传感器 23 , 用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器 24, 通过通信线路与上述 GPS 传感器 21、海拔高度传感器 22、目标基站地理化存储器 20 相连接，用于根据当前空间位置信息（GPS 传感器 21输出的当前经纬度、海拔高度传感器 22输出的当前海拔高度）、对应关系（目标基站地理化存储器 20中存储的）、以及当前空间朝向（航空器空间朝向传感器 23输出的）确定自动天线定向系统中的定向天线 251 的目标方向，并向自动天线定向系统中的驱动器 250发送携带有目标方向的指令；优选地，主控制器 24具体包括以下几个单元：获取单元，用于根据对应关系获取与当前空间位置信息对应的目标基站的标识，并根据标识获取目标基站的位置信息；计算单元，用于根据目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到目标方向；发送单元，用于将目标方向通过信令发送到自动天线定向系统。自动天线定向系统，连接至主控制器 24, 包括驱动器 250、定向天线 251 , 其中，驱动器 250用于接收主控制器 24发送的指令，并根据目标方向对定向天线进行驱动，定向天线 251 , 用于在目标方向上接收地面基站的信号；在实际应用中，自适应调整天线方向的智能天线产品早已产生，主要包括两大类： 1、较早期出现的机电方式自动调整天线方向的装置（即，机电式自动定向天线），此种智能天线可以利用陀螺仪、微处理机、伺服机械等硬件协助处理控制； 2、后期出现的利用天线阵列控制天线之间相位差从而形成不同方向波束的智能天线（即，通过阵列天线电控天线方向图的智能天线）。以上两类智能天线各有优缺点，但是均能根据指令，控制天线方向图，使其才旨向目标方向。 3区动器 250在定向天线 251为机电式自动定向天线时，可以直接 3区动定向天线，在定向天线为智能天线时，驱动器 250需要生成天线方向图以驱动定向天线 251。宽口径天线 26, 用于全向接收地面基站的信号；移动通讯终端 27 , 用于对宽口径天线 26接收的信号以及定向天线 251 接收的信号进行处理。在相关技术中，移动通讯终端 27 已经有双天线接收的产品，为保障基站服务区之间切换的可靠性创造了条件。天线罩 28 , 用于规避风阻对定向天线和宽口径天线的影响。天线罩 28 可以为流线型天线罩，材料的选择要求对射频信号的损耗极小。需要说明的是，在目标基站需要切换时，根据本发明实施例的通信天线自动定向装置（即，一套定向天线加一套宽口径天线的方式）无需对切换进行特殊控制，因为宽口径天线是全向天线，可同时接收多个基站的信号，在基站覆盖区的边界，接收到原基站和新基站的信号差异不大，可保障定向天线改变方向期间的通信链路平稳过渡。以下结合 CDMA2000 lxEV-DO系统的实例，对上述技术方案作进一步阐述。需要说明的是，本发明的应用不局限于以下示例。 lxEV-DO系统是国际 3G蜂窝移动通信的三种主流技术体制之一，现已有适合于该系统的成熟的网络仿真软件，只要有地面基站的基本无线参数信息（包括经纬度、天线类型、天线朝向、天线挂高、馈线损耗、基站发射功率等），使用合适的视距传播模型，例如精度较高的射线跟踪模型，就可以输出最优服务基站的地理化分布图，并且可以按覆盖空域的海拔高度分层出图。例如图 3所示，在某海拔高度平面，字母 A、 B、 C等分别表示所辖范围的最优覆盖基站，分别是地面站 A、 B、 C 等。基站覆盖边界处，如果仿真图出现一些乒乓切换区，可通过软件技术作平滑处理，消除乒乓现象。如果有常用航线的实测数据，还可以对仿真结果进行修正。将这些仿真结果的图信息转换为数据存储方式，即可形成最优服务基站地理化存储器。例如，将每层海拔高度的结果（各基站控制区域）格式转化为线条矢量图，只需几种常用航空海拔高度的即可，对存储空间要求不大。地面基站网络在一般情况下可以长期保持稳定，在特殊情况下发生变化时，需要及时检查更新航空器的最优服务基站地理化存储器的数据。为了使数据更新自动化，维护简单方便，可以釆用下述方式：在每个维护周期（例如，以一天为一个周期），航空器与地面通信启动后，计算机软件首先自动检查存储版本是否与地面服务器的版本一致，在不一致的情况下，则进行下载更新；如果下载不成功则维持原版本。 GPS信息、航空器空间朝向、海拔高度信息是航空器航行的基本信息，相关传感器是航空器现成的器件，无需新增，只要将相关输出信息通过通信线路共享到本装置即可。主控制器可使用技术成熟的微处理器。输入 GPS传递的航空器当前经度 /纬度（Lon x/Lat x )、海拔高度 ( High x ), 才艮据已知的地面基站天线经度 / 纬度 ( Lon y/Lat y ) 和天线高度 ( High y ), 利用已经成熟的地球空间几何计算公式，计算出航空器天线指向地面基站的空间方向角（水平方向角 α /垂直方向角（3 ), 如果航空器与定向天线之间安装了空间陀螺仪，则天线方向驱动参数不受航空器空间朝向变化的影响，直接使用空间方向角计算结果即可；如果航空器与定向天线之间没有安装空间陀螺仪，则定向天线的方向驱动参数还要根据以上结果和航空器空间朝向信息（水平方向角 α ' /垂直方向角 (3 ' )进行爹正，具体方式为相加或相减。从而主控制器就可以才艮据上述得到的结果，判断输出对自动定向天线的关键指令。关于智能定向天线，机电式和智能波束式均有比较成熟的产品，关键是要符合航空应用的特点，即体积小、重量轻、方向图变化范围大，同时成本也是一个因素，综合起来，可能机电驱动式自动定向天线更有优势。自动定向天线和驱动器的细节内容不展开叙述，不是本发明讨论的主要内容。宽口径天线是本发明的可选组成部分，宽口径天线可以是全向天线，建议釆用有电下倾功能的天线，有利于改善信号接收效果。 lxEV-DO 移动通信终端有两个天线口，任何一个天线接收的信号满足质量即可，两天线信号之间的不相关性还会产生分集接收增益。此特点为本发明保障通信质量的稳定性，解决定向天线在服务基站之间切换的方案，提供了有利条件。抗风阻的流线型天线罩，要求实现低风阻、射频信号损耗小、体积尽量小、符合航空器安装的技术条件。通过上述处理，在增强主艮务基站信号的同时，可大幅抑制相邻基站对通信终端的前向干 ·ί尤，相当于实现网络覆盖范围的只有一个主基站信号，等效于消除了绝大部分软切换区。通过改善前向无线链路的信噪比，使蜂窝移动通信的数据吞吐量或用户容量得到大幅提高。本发明实施例的上述技术方案是低成本获得服务性能明显改善的方案，对移动通信业务在航空市场的发展有积极促进作用。装置实施例二根据本发明的实施例，提供了一种通信天线自动定向装置，图 4是根据本发明装置实施例二的通信天线自动定向装置的示意图，如图 4所示，才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置包括：目标基站地理化存储器 40(即，上述最优服务基站地理化存储器）、传感器（包括 GPS传感器 41、海拔高度传感器 42 )、航空器空间朝向传感器 43、主控制器 44、第一自动天线定向系统（未示出）（包括第一驱动器 450、第一定向天线 451 )、第二自动天线定向系统 46 (包括第二驱动器 460、第二定向天线 461 移动通讯终端 47、天线罩 48。下面，对才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置进行说明。目标基站地理化存储器 40用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站（即，上述最优地面服务基站）的标识的对应关系，还可以存储目标基站的位置信息，其中，空间位置信息包括：经纬度、海拔高度。用于确定航空器的当前空间位置信息的传感器，包括 GPS传感器 41和海拔高度传感器 42, 其中， GPS传感器 41用于确定航空器的当前经纬度；海拔高度传感器 42用于确定航空器的当前海拔高度。航空器空间朝向传感器 43 , 用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器 44, 通过通信线路与上述 GPS 传感器 41、海拔高度传感器 42、目标基站地理化存储器 40 相连接，用于根据当前空间位置信息（GPS 传感器 41输出的当前经纬度、海拔高度传感器 42输出的当前海拔高度）、对应关系（目标基站地理化存储器 40中存储的）、以及当前空间朝向（航空器空间朝向传感器 43输出的）确定自动天线定向系统中的定向天线 451 的目标方向，并向自动天线定向系统中的驱动器 450发送携带有目标方向的指令。优选地，主控制器 44可以具体包括：获取单元，用于根据对应关系获取与当前空间位置信息对应的当前目标基站的标识，根据标识获取当前目标基站的位置信息，并获取最后一次存储的原目标基站的位置信息；判断单元，用于判断当前目标基站与原目标基站是否相同。才艮据判断单元的判断结果，可以分为两种情况，即，情况一，当前目标基站和原目标基站不相同；情况二，当前目标基站和原目标基站相同。下面，对上述两种情况下主控制器 44的处理进行详细说明。情况一在情况一下，主控制器 44中的下述几个单元可以进行如下处理：第一计算单元，用于在判断单元判断为否的情况下，才艮据当前目标基站的位置信息、原目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基站的第一目标方向和指向原目标基站的第二目标方向；第一发送单元，用于在判断单元判断为否的情况下，发送携带有第一目标方向的第一指令，以及发送携带有第二目标方向的第二指令；更新模块，用于将原目标基站的存储信息更新为当前目标基站。情况二在情况二下，主控制器 44中的下述几个单元可以进行如下处理：第二计算单元，用于在判断单元判断为是的情况下，根据当前目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基占的目标方向；第二发送单元，用于在判断单元判断为是的情况下，将目标方向通过信令发送到第一自动天线定向系统和第二自动天线定向系统，以使第一定向天线和第二定向天线均指向当前目标基站。才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置还包括：情况一第一自动天线定向系统，连接至主控制器 44, 包括第一驱动器 450、第一定向天线 451 , 其中，第一驱动器 450用于接收主控制器 44发送的指令，并根据指令中的目标方向对第一定向天线 451进行驱动，第一定向天线 451 , 用于在目标方向上接收当前目标基站的信号；第二自动天线定向系统 46 , 连接至主控制器 44 , 包括第二驱动器 460、第二定向天线 461 ,其中，第二驱动器 460用于接收主控制器 44发送的指令, 并才艮据指令中的目标方向对第二定向天线 461进行驱动，第二定向天线 461 , 用于在目标方向上接收原目标基站的信号；情况二在情况二下，第一自动天线定向系统、第二自动天线定向系统 46中的驱动器分别根据主控制器 44发送的指令驱动第一定向天线 451、第二定向天线 461 , 使第一定向天线 451、第二定向天线 461均指向当前目标基站。上述第一自动天线定向系统中的第一定向天线 451 或第二自动天线定向系统 46 中的第二定向天线 461 为以下之一：通过阵列天线电控天线方向图的智能天线、机电式自动定向天线。优选地，第一 3区动器 450在第一定向天线 451为机电式自动定向天线时，直接驱动第一定向天线 451 , 在第一定向天线 451 为智能天线时，生成天线方向图以驱动第一定向天线 451 ; 第二驱动器 460在第二定向天线 461为机电式自动定向天线时，直接 3区动第二定向天线 461 , 在第二定向天线 461为智能天线时，生成天线方向图以驱动第二定向天线 461。移动通讯终端 47 , 用于对第一定向天线 451和第二定向天线 461接收的信号进行处理。天线罩 48 , 用于规避风阻对第一定向天线 451和第二定向天线 461 的影响。天线罩 48 可以为流线型天线罩，材料的选择要求对射频信号的损耗极小。需要说明的是，根据本发明实施例的通信天线自动定向装置中的各个细节可以参照上述装置实施例一中的相应部分，在此不再赘述。装置实施例三根据本发明的实施例，提供了一种通信天线自动定向装置，图 5是根据本发明装置实施例三的通信天线自动定向装置的示意图，如图 5所示，才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置包括：目标基站地理化存储器 50(即，上述最优服务基站地理化存储器）、传感器（包括 GPS传感器 51、海拔高度传感器 52 )、航空器空间朝向传感器 53、主控制器 54、电控波束智能天线定向系统（包括驱动器 550、第一定向天线 551、第二定向天线 552 )、移动通讯终端 56、天线罩 57。下面，对才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置进行说明。目标基站地理化存储器 50用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息目标基站（即，上述最优地面服务基站）的标识的对应关系，还可以存储目标基站的位置信息，其中，空间位置信息包括：经纬度、海拔高度。用于确定航空器的当前空间位置信息的传感器，包括 GPS传感器 51和海拔高度传感器 52, 其中， GPS传感器 51用于确定航空器的当前经纬度；海拔高度传感器 52用于确定航空器的当前海拔高度。航空器空间朝向传感器 53 , 用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器 54, 通过通信线路与上述 GPS 传感器 51、海拔高度传感器

52、目标基站地理化存储器 50 相连接，用于根据当前空间位置信息（GPS 传感器 51输出的当前经纬度、海拔高度传感器 52输出的当前海拔高度）、对应关系（目标基站地理化存储器 50中存储的）、以及当前空间朝向（航空器空间朝向传感器 53 输出的）确定电控波束智能天线定向系统中的第一定向天线 551、第二定向天线 552的目标方向，并向电控波束智能天线定向系统中的驱动器 550发送携带有目标方向的指令。优选地，主控制器 54可以具体包括：获取单元，用于根据对应关系获取与当前空间位置信息对应的当前目标基站的标识，根据标识获取当前目标基站的位置信息，并获取最后一次存储的原目标基站的位置信息；判断单元，用于判断当前目标基站与原目标基站是否相同。才艮据判断单元的判断结果，可以分为两种情况，即，情况一，当前目标基站和原目标基站不相同；情况二，当前目标基站和原目标基站相同。下面，对上述两种情况下主控制器 54的处理进行详细说明。情况一在情况一下，主控制器 54中的下述几个单元可以进行如下处理：第一计算单元，用于在判断单元判断为否的情况下，根据当前目标基站的位置信息、原目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基站的第一目标方向和指向原目标基站的第二目标方向；第一发送单元，用于在判断单元判断为否的情况下，发送携带有第一目标方向的第一指令，以及发送携带有第二目标方向的第二指令；更新模块，用于将原目标基站的存储信息更新为当前目标基站。情况二在情况二下，主控制器 54中的下述几个单元可以进行如下处理：第二计算单元，用于在判断单元判断为是的情况下，根据当前目标基站的位置信息、当前空间位置信息、以及当前空间朝向计算得到指向当前目标基占的目标方向；第二发送单元，用于在判断单元判断为是的情况下，发送携带有目标方向的信令，以使第一定向天线、以及第二定向天线均指向当前目标基站。才艮据本发明实施例的通信天线自动定向装置还包括：电控波束智能天线定向系统，连接至主控制器 54, 包括驱动器 550、第一定向天线 551、第二定向天线 552 , 在情况一下，驱动器 550用于接收主控制器 54 发送的第一指令和第二指令，并根据第一指令中的第一目标方向对第一定向天线 551进行驱动，才艮据第二指令中的第二目标方向对第二定向天线 552进行驱动，第一定向天线 551 , 用于在第一目标方向上接收当前目标基站的信号；第二定向天线 552 , 用于在第二目标方向上接收原基站的信号。在情况二下，驱动器 550接收主控制器 54发送的指令，并 4艮据该指令驱动第一定向天线 551、第二定向天线 552, 使第一定向天线 551、第二定向天线 552均指向当前目标基站。移动通讯终端 56, 用于对第一定向天线 551、第二定向天线 552接收的信号进行处理。天线罩 57 , 用于规避风阻对第一定向天线 551、第二定向天线 552的影响。天线罩 57 可以为流线型天线罩，材料的选择要求对射频信号的损耗极小。需要说明的是，根据本发明实施例的通信天线自动定向装置中的各个细节可以参照上述装置实施例一中的相应部分，在此不再赘述。方法实施例才艮据本发明的实施例，提供了一种通信天线自动定向方法，包括如下处理 (步骤 S602 -步骤 S608 ): 步骤 S602, 主控制器从传感器获取航空器的当前空间位置信息、以及当前航空器空间朝向信息；其中，当前空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；传感器包括： GPS传感器、海拔高度传感器。步骤 S604, 主控制器根据当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息；具体地，在步骤 S604中，主控制器可以才艮据当前空间位置信息查询目标基站地理化存储器，获取当前目标基站的位置信息，其中，目标基站地理化存储器用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系。步骤 S606, 主控制器根据当前目标基站的位置信息、当前空间位置信息、当前航空器空间朝向信息确定定向天线的目标方向，并将携带有目标方向的信令发送到智能定向天线驱动器；步骤 S608 , 智能定向天线驱动器才艮据指令驱动定向天线，以使定向天线指向当前目标基站。具体地，在定向天线为机电式自动定向天线时，智能定向天线驱动器直接驱动定向天线，在定向天线为智能天线时，智能定向天线驱动器生成天线方向图以驱动定向天线。图 6是才艮据本发明方法实施例的通信天线自动定向方法的流程图 ,如图 6所示，该方法包括如下处理：

1、主控制器从传感器获取当前 GPS位置、海拔高度信息；

2、主控制器根据当前本体（航空器）空间位置信息，查最优服务基站存储器，获得目标基站位置;

3、主控制器才艮据当前位置、航空器空间朝向和目标基站位置，计算得到定向天线目标方向，发给智能定向天线驱动器；

4、定向天线驱动器根据指令，如果是机电式则驱动定向天线，如果是波束控制式则形成天线方向图，使定向天线朝向目标基站。需要说明的是，在航空器正常航行时，实现定向天线方向自动调整的基本步骤可以按照上述步骤进行处理，因航空器位置持续变化，上述步骤需要周期性循环进行。当航空器跨越不同基站覆盖的边界时，即，最优服务站（目标基站）发生变化时，如果使用如图 2所示的装置实施例一中的装置（即，包括一套定向天线和一套宽口径天线），则无需进行特别处理；如果使用由两套定向天线组成的装置实施例二（图 4 ) 中的装置，或使用由一套电控波束智能天线组成的装置实施例三（图 5 ) 中的装置，则需要进行切换处理，其中，切换处理包括以下操作：在主控制器根据当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息之后，还需要判断当前目标基站与存储的原目标基站是否相同。在主控制器判断当前目标基站与存储的原目标基站不同的情况下，主控制器根据当前目标基站的位置信息、原目标基站的位置信息、当前空间位置信息、当前航空器空间朝向信息确定指向当前目标基站的第一目标方向和指向原目标基站的第二目标方向；随后，主控制器将第一目标方向携带在第一信令中，并发送到第一智能定向天线驱动器，将第二目标方向携带在第二信令中，并发送到第二智能定向天线驱动器。第一智能定向天线驱动器驱动第一定向天线，使得第一定向天线指向当前目标基站；第二智能定向天线驱动器驱动第二定向天线，使得第二定向天线指向原目标基站。在智能定向天线驱动器根据指令驱动定向天线之后，主控制器需要根据将原目标基站的存储信息更新为当前目标基站的存储信息。下面，结合附图，对本发明的上述技术方案进行说明。图 7是才艮据本发明方法实施例的通信天线自动定向方法切换处理的流程图，如图 7所示，包括如下处理:

1、主控制器从传感器获取当前 GPS位置、海拔高度信息；

2、主控制器根据当前本体（航空器）空间位置信息，查最优服务基站存储器，获得目标基站位置； 3、主控制器判断目标基站和存储的上次（最后一次）目标基站是否相同。

4、如果不相同，表示已经跨越基站服务区的边界，并自行步骤 5—7；

5、为保持切换过程中通信质量的稳定性，需要控制两套定向天线（或一套智能天线两个定向波束）分别指向新旧基站；主控制器才艮据当前位置、航空器空间朝向和原、新基站位置，分别计算得到指向原、新基站的目标方向；

6、指向原基站指令发给定向天线驱动器 0, 使定向天线 0 (或定向波束 0 ) 朝向原服务基站；指向新基站指令发给定向天线驱动器 1 , 使定向天线 1

(或定向波束 1 ) 朝向新服务基站； 7、将上次目标基站存储信息更新为新的基站；针对以上步骤 3 , 如果目标基站和存储的上次目标基站相同，表示未发生服务基站的切换，按常规操作即可，即，执行步骤 9 10;

8、主控制器才艮据当前位置、航空器空间朝向和目标基站位置，计算得到定向天线目标方向； 9、主控制器将指令发给智能定向天线驱动器 0和 1 , 使两个定向天线均朝向艮务基站。综上所述，如图 6、图 7所示的控制方式，均为周期性循环的一个周期，初始周期可设为 1秒〜 3秒，周期时间可根据测试结果进行优化，满足定位的精确度。 lxEV-DO 移动通信终端有两个天线口，任何一个天线接收的信号满足质量即可，两天线信号之间的不相关性还会产生分集接收增益。此特点为本发明保障通信质量的稳定性，解决定向天线在服务基站之间切换的方案，提供了有利条件。图 7所示的切换控制方式，可确保在航空器在跨越基站覆盖边界之后的第一个执行周期，两根定向天线分别指向新旧基站，在这个执行周期内，已经有足够时间使移动终端完成软切换和前向虚拟软切换。当然这个切换周期的时间是可以根据测试情况进行优化的，完全在主控制器软件的掌控范围。在跨越边界的第二个执行周期，指向旧基站的定向天线方向将发生切换，指向新基站，此后两才艮定向天线均指向新基站。本技术方案通过改善前向无线链路的信噪比，使蜂窝移动通信的数据吞吐量或用户容量得到大幅提高。简单举例说明如下，在距离周围三个基站等距的位置，当釆用全向天线时，前向链路信噪比通常在 -5~ -3dB , 对 CDMA 系统来说，必然处于软切换状态，对应的 cdmalx EV-DO 系统的前向 DRC 速率在 153.6kbps左右，当釆用 7dBi增益的定向天线（通常前后比〉15 )后，对主基站信号提升 7dB的同时，对两个相邻基站的信号抑制度可达 -7dB , 则预计前向链路信噪比可提升到 5dB以上，变为非切换状态，对应的前向 DRC 速率不低于 92 lkbps。可见，信号质量和吞吐量的改善幅度很大。综上所述，借助于本发明的技术方案，通过提出一种适用于航空器的通信天线自动定向方法和装置，配合地面站组成的蜂窝移动通信系统工作，解决了相关技术中安装于航空器的移动通信终端天线在信质量、系统的容量、覆盖、高速分组数据业务的应用方面受到的限制的问题，能够提高用户通信质量、提高业务数据速率、以及系统容量，还可以扩大地面基站的覆盖半径，同时保障服务区之间切换的可靠性。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变^^ 凡在本发明的^^申和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

权利要求书一种通信天线自动定向装置，其特征在于，包括：

目标基站地理化存储器，用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系，其中，所述空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；

传感器，用于确定所述航空器的当前空间位置信息；

航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于根据所述当前空间位置信息、所述对应关系、以及所述当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有所述目标方向的指令；

自动天线定向系统，用于接收所述指令，根据所述目标方向对定向天线进行驱动，以使所述定向天线在所述目标方向上接收地面基站的信号；

宽口径天线，用于全向接收地面基站的信号；

移动通讯终端，用于对所述宽口径天线接收的信号以及所述定向天线接收的信号进行处理。根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述传感器进一步包括： GPS传感器，用于确定所述航空器的当前经纬度；

海拔高度传感器，用于确定所述航空器的当前海拔高度。根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述目标基站地理化存储器进一步用于：存储所述目标基站的位置信息。才艮据权利要求 3所述的装置，其特征在于，所述主控制器具体包括：获取单元，用于才艮据所述对应关系获取与所述当前空间位置信息对应的目标基站的标识，并根据所述标识获取所述目标基站的位置信息；计算单元，用于才艮据所述目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、以及所述当前空间朝向计算得到所述目标方向；发送单元，用于将所述目标方向通过信令发送到所述自动天线定向系统。
5. 根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述自动天线定向系统具体包括：

驱动器，用于根据所述指令中的所述目标方向对定向天线进行驱动；

所述定向天线，用于在所述目标方向上接收地面基站的信号。
6. 才艮据权利要求 5所述的装置，其特征在于，所述定向天线为以下之一：通过阵列天线电控天线方向图的智能天线、机电式自动定向天线。
7. 根据权利要求 6所述的装置，其特征在于，所述驱动器具体用于：在所述定向天线为所述机电式自动定向天线时， 3区动所述定向天线，在所述定向天线为所述智能天线时，生成天线方向图以驱动所述定向天线。
8. 根据权利要求 1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

天线罩，用于规避风阻对所述定向天线和所述宽口径天线的影响。
9. 一种通信天线自动定向装置，其特征在于，包括：

目标基站地理化存储器，用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系，其中，所述空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；

传感器，用于确定所述航空器的当前空间位置信息；航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于根据所述当前空间位置信息、所述对应关系、以及所述当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有所述目标方向的指令；

第一自动天线定向系统，用于接收所述指令，根据所述指令中的所述目标方向对第一定向天线进行驱动，以使所述第一定向天线在所述目标方向上接收地面基站的信号；

第二自动天线定向系统，用于接收所述指令，根据所述指令中的所述目标方向对第二定向天线进行驱动，以使所述第二定向天线在所述目标方向上接收地面基站的信号；移动通讯终端，用于对所述第一定向天线和所述第二定向天线接收的信号进行处理。
10. 根据权利要求 9所述的装置，其特征在于，所述传感器进一步包括：

GPS传感器，用于确定所述航空器的当前经纬度；

海拔高度传感器，用于确定所述航空器的当前海拔高度。
11. 根据权利要求 9所述的装置，其特征在于，所述目标基站地理化存储器进一步用于：存储所述目标基站的位置信息。
12. 根据权利要求 11所述的装置，其特征在于，所述主控制器具体包括：获取单元，用于才艮据所述对应关系获取与所述当前空间位置信息对应的当前目标基站的标识，才艮据所述标识获取所述当前目标基站的位置信息，并获取最后一次存储的原目标基站的位置信息；

判断单元，用于判断当前目标基站与所述原目标基站是否相同。
13. 根据权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述主控制器还包括：第一计算单元，用于在所述判断单元判断为否的情况下，才艮据所述当前目标基站的位置信息、所述原目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、以及所述当前空间朝向计算得到指向所述当前目标基站的第一目标方向和指向所述原目标基站的第二目标方向；第一发送单元，用于在所述判断单元判断为否的情况下，发送携带有所述第一目标方向的第一指令，以及发送携带有所述第二目标方向的第二指令；

更新模块，用于将所述原目标基站的存储信息更新为所述当前目标基站。
14. 根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，所述第一自动天线定向系统具体包括：

第一驱动器，用于才艮据所述第一指令中的所述第一目标方向对所述第一定向天线进行驱动；

所述第一定向天线 ,用于在所述第一目标方向上接收所述当前目标基站的信号。
15. 根据权利要求 13所述的装置，其特征在于，所述第二自动天线定向系统具体包括：

第二驱动器，用于才艮据所述第二指令中的所述第二目标方向对所述第二定向天线进行驱动；

所述第二定向天线，用于在所述第二目标方向上接收所述原目标基站的信号。

16. 4艮据权利要求 12所述的装置，其特征在于，所述主控制器还包括：第二计算单元，用于在所述判断单元判断为是的情况下，根据所述当前目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、以及所述当前空间朝向计算得到指向所述当前目标基站的目标方向；

第二发送单元，用于在所述判断单元判断为是的情况下，将所述目标方向通过信令发送到所述第一自动天线定向系统和第二自动天线定向系统，以使所述第一定向天线和所述第二定向天线均指向所述当前目标基站。
17. 才艮据权利要求 14或 15所述的装置，其特征在于，所述第一定向天线或所述第二定向天线为以下之一：通过阵列天线电控天线方向图的智能天线、机电式自动定向天线。
18. 根据权利要求 17所述的装置，其特征在于，

所述第一驱动器具体用于：在所述第一定向天线为所述机电式自动定向天线时，驱动所述第一定向天线，在所述第一定向天线为所述智能天线时，生成天线方向图以驱动所述第一定向天线；

所述第二驱动器具体用于：在所述第二定向天线为所述机电式自动定向天线时，驱动所述第二定向天线，在所述第二定向天线为所述智能天线时，生成天线方向图以驱动所述第二定向天线。
19. 根据权利要求 9所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：

天线罩，用于规避风阻对所述第一定向天线和所述第二定向天线的影响。
20. 一种通信天线自动定向装置，其特征在于，包括：

目标基站地理化存储器，用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息目标基站的标识的对应关系，其中，所述空间位置信息包括：经纬度、海拔高度；

传感器，用于确定所述航空器的当前空间位置信息；航空器空间朝向传感器，用于确定航空器的当前空间朝向；主控制器，用于根据所述当前空间位置信息、所述对应关系、以及所述当前空间朝向确定定向天线的目标方向，并发送携带有所述目标方向的指令；

电控波束智能天线定向系统，用于接收所述指令，才艮据所述目标方向对其定向天线进行驱动，以使所述定向天线在所述目标方向上接收地面基站的信号；

移动通讯终端，用于对所述定向天线接收的信号进行处理。
21. 根据权利要求 20所述的装置，其特征在于，所述传感器进一步包括：

GPS传感器，用于确定所述航空器的当前经纬度；

海拔高度传感器，用于确定所述航空器的当前海拔高度。
22. 根据权利要求 20所述的装置，其特征在于，所述目标基站地理化存储器进一步用于：存储所述目标基站的位置信息。
23. 根据权利要求 22所述的装置，其特征在于，所述主控制器具体包括：获取单元，用于才艮据所述对应关系获取与所述当前空间位置信息对应的当前目标基站的标识，才艮据所述标识获取所述当前目标基站的位置信息，并获取最后一次存储的原目标基站的位置信息；

判断单元，用于判断当前目标基站与所述原目标基站是否相同。
24. 根据权利要求 23所述的装置，其特征在于，所述主控制器还包括：第一计算单元，用于在所述判断单元判断为否的情况下，才艮据所述当前目标基站的位置信息、所述原目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、以及所述当前空间朝向计算得到指向所述当前目标基站的第一目标方向和指向所述原目标基站的第二目标方向；第一发送单元，用于在所述判断单元判断为否的情况下，发送携带有所述第一目标方向的第一指令，以及发送携带有所述第二目标方向的第二指令；

更新模块，用于将所述原目标基站的存储信息更新为所述当前目标基站。
25. 根据权利要求 24所述的装置，其特征在于，所述电控波束智能天线定向系统具体包括：

驱动器，用于才艮据所述第一指令中的所述第一目标方向对第一定向天线进行驱动，并根据所述第二指令中的所述第二目标方向对第二定向天线进行驱动；

所述第一定向天线 ,用于在所述第一目标方向上接收所述当前目标基站的信号；

所述第二定向天线，用于在所述第二目标方向上接收所述原基站的信号。
26. 根据权利要求 23所述的装置，其特征在于，所述主控制器还包括：第二计算单元，用于在所述判断单元判断为是的情况下，根据所述当前目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、以及所述当前空间朝向计算得到指向所述当前目标基站的目标方向；

第二发送单元，用于在所述判断单元判断为是的情况下，发送携带有所述目标方向的信令，以使所述第一定向天线、以及所述第二定向天线均指向所述当前目标基站。
27. 根据权利要求 20所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括：天线罩，用于规避风阻对所述第一定向天线和所述第二定向天线的影响。
28. 一种通信天线自动定向方法，其特征在于，包括：

主控制器从传感器获取航空器的当前空间位置信息、以及当前航空器空间朝向信息；

所述主控制器根据所述当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息；所述主控制器才艮据所述当前目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、所述当前航空器空间朝向信息确定定向天线的目标方向，并将携带有所述目标方向的信令发送到智能定向天线驱动器；所述智能定向天线驱动器才艮据所述指令驱动定向天线，以使所述定向天线指向所述当前目标基站。
29. 根据权利要求 28所述的方法，其特征在于，所述当前空间位置信息包括：经纬度、海拔高度。
30. 根据权利要求 28所述的方法，其特征在于，所述传感器包括： GPS传感器、海拔高度传感器。
31. 才艮据权利要求 28所述的方法，其特征在于，所述主控制器才艮据所述当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息包括：

所述主控制器才艮据所述当前空间位置信息查询目标基站地理化存储器，获取所述当前目标基站的位置信息，其中，所述目标基站地理化存储器用于存储航空器在航空线路上的空间位置信息与目标基站的标识的对应关系。
32. 根据权利要求 31所述的方法，其特征在于，所述智能定向天线驱动器根据所述指令驱动定向天线包括：

在所述定向天线为所述机电式自动定向天线时，所述智能定向天线驱动器直接驱动所述定向天线，在所述定向天线为所述智能天线时，所述智能定向天线驱动器生成天线方向图以驱动所述定向天线。
33. 根据权利要求 28所述的方法，其特征在于，在所述目标基站发生变化的情况下，所述主控制器根据所述当前空间位置信息获取当前目标基站的位置信息之后，所述方法进一步包括：

所述主控制器判断所述当前目标基站与存储的原目标基站是否相同。
34. 根据权利要求 33所述的方法，其特征在于，在所述主控制器判断所述当前目标基站与存储的原目标基站不同的情况下，所述主控制器确定定向天线的目标方向，并将携带有所述目标方向的信令发送到智能定向天线驱动器包括：所述主控制器才艮据所述当前目标基站的位置信息、所述原目标基站的位置信息、所述当前空间位置信息、所述当前航空器空间朝向信息确定指向所述当前目标基站的第一目标方向和指向所述原目标基站的第二目标方向；

所述主控制器将所述第一目标方向携带在第一信令中，并发送到第一智能定向天线驱动器，将所述第二目标方向携带在第二信令中，并发送到第二智能定向天线驱动器。
35. 根据权利要求 34所述的方法，其特征在于，所述智能定向天线驱动器根据所述指令驱动定向天线，以使所述定向天线指向所述当前目标基站包括：

所述第一智能定向天线驱动器驱动第一定向天线，使得所述第一定向天线指向所述当前目标基站；

所述第二智能定向天线驱动器驱动第二定向天线，使得所述第二定向天线指向所述原目标基站。
36. 根据权利要求 35所述的方法，其特征在于，所述智能定向天线驱动器根据所述指令驱动定向天线之后，所述方法还包括：

所述主控制器根据将所述原目标基站的存储信息更新为所述当前目标基站的存储信息。