CN106299693A - 一种自动控制跟踪天线的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种自动控制跟踪天线的系统，所述系统包括：天线(1)、天线定位仪(2)、数据处理模块(3)和控制转台(4)；所述天线(1)，用于跟踪运动目标，接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平数据，并将其发送到数据处理模块(3)；所述天线定位仪(2)，用于对天线(1)进行定位，并将天线(1)的定位信息传输到数据处理模块(3)；所述数据处理模块(3)，用于根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元；并将数据处理单元的结果输出到所述控制转台(4)；所述控制转台(4)，包括方位向电机(401)和俯仰向电机(402)，用于控制调整天线(1)指向运动目标。

Description

一种自动控制跟踪天线的系统及方法

技术领域

本发明涉及天线自动跟踪技术，特别涉及一种自动控制跟踪天线的系统及方法。

背景技术

对于目前高速飞行平台上观测数据的对地实时传输系统，需要在一系列关键技术问题上取得突破，地面接收天线的实时自动跟踪运动目标就是其中一个关键技术。小型飞行平台由于受到体积、重量和功耗等条件的限制，不可能采用大口径高增益定向天线，一般采用全向天线。为了保证数据通信链路的建立，地面接收系统必须采用高增益的定向天线。飞行平台的扰动、运动轨迹和距离的远近都对地面接收天线的实时跟踪产生影响，由于天线跟踪指向偏差所引起的增益降低应控制在最小范围内。

地面接收天线能否实现自动跟踪运动目标，将直接关系到整个通讯链路的通信质量和收发数据的准确性。因此，天线自动跟踪控制技术是整个“机－地”通讯链路中的重要环节之一。

目前地面接收天线实现自动跟踪运动目标的类型有两种：一种是地面接收天线在运动过程中跟踪定点目标(如地球同步卫星等)，另一种是地面接收天线位置固定，通过调整天线的角度自动跟踪运动目标。对于后一种类型的常用方法为：接收当前运动目标与接收天线的定位信息(通过GPS、北斗等导航接收机获取)，通过公式计算出天线的方位角和俯仰角，然后通过控制电机使天线运转到位。而目前常用的计算公式较为复杂，有时还需借助一些外部设备(如陀螺仪、水平仪)，这适用于跟踪精度较高的场合，在跟踪精度要求不高的场合下使用会显得过于复杂，成本太高，造成资源浪费。

此外，在上述计算方法中需要地面接收天线和运动目标两者的定位信息准确无误，但在实际天地通信过程中，当运动目标上携带的定位仪出现故障，或无线通讯链路不通畅导致天线无法连续接收到运动目标的定位信息时，上述方法将由于缺乏数据源而导致无法实施，从而导致天线不能有效跟踪到运动目标，严重影响通信质量和收发数据的准确性。

发明内容

本发明的目的在于克服目前天现自动跟踪运动目标的系统中存在的上述缺陷，提出了一种自动控制跟踪天线的系统，该系统可以根据天线接收的数据状态，自适应选择数据处理单元，当能够连续接收运动目标的定位信息时，采用方位角和俯仰角计算单元完成天线的方位角和俯仰角指向计算，该计算方法适用于跟踪精度要求不高的场合，具有计算简单，复杂度低，容易实现的特点；当无法连续接收运动目标的定位信息时，根据接收信号电平的采样值，采用接收信号电平处理单元完成跟踪天线的方位角和俯仰角的搜索；该系统具有装置简单，成本低，通用性强，易于实现的特点。

为了实现上述目的，本发明提出了一种自动控制跟踪天线的系统，所述系统包括：所述系统包括：天线1、天线定位仪2、数据处理模块3和控制转台4；

所述天线1，用于跟踪运动目标，接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平数据，并将定位信息和接收信号电平数据发送到数据处理模块3；

所述天线定位仪2，用于对天线1进行定位，并将天线1的定位信息传输到数据处理模块3；

所述数据处理模块3，用于根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元；并将数据处理单元的结果输出到所述控制转台4；

所述控制转台4，包括方位向电机401和俯仰向电机402，分别通过两根电缆控制天线1在方位向和俯仰向运转；用于当接收到所述方位角和俯仰角计算单元302输出的方位角和俯仰角时，分别驱动方位向电机401和俯仰向电机402输出力矩，使天线1指向运动目标；当接收到接收信号电平处理单元303输出的转动指令时，分别驱动方位向电机401和俯仰向电机402输出力矩，使接收信号强度达到设定的范围。所述数据处理模块3，包括自适应选择单元301、方位角和俯仰角计算单元302和接收信号电平处理单元303。

上述技术方案中，所述数据处理模块3包括自适应选择单元301、方位角和俯仰角计算单元302和接收信号电平处理单元303；

所述自适应选择单元301，用于根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元；如果能够连续接收运动目标的定位信息，则优先选择方位角和俯仰角计算单元302，否则，选择接收信号电平处理单元303；

所述方位角和俯仰角计算单元302，用于根据接收到的运动目标和天线1的定位信息计算天线1应指向的方位角和俯仰角；并输出到所述控制转台4；

所述接收信号电平处理单元303，用于对采集到的接收信号电平数据进行采样，根据采样值对方位进行判断，然后向所述控制转台4发出转动指令，直到接收信号强度达到设定的范围。

基于上述自动控制跟踪天线的系统，本发明还提供了一种自动控制跟踪天线的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1)所述天线1接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平数据，并将定位信息和接收信号电平数据发送到数据处理模块3；

步骤2)所述天线定位仪2对天线1进行定位，并将天线1的定位信息传输到数据处理模块3；

步骤3)所述自适应选择单元301根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元，如果能够连续接收运动目标的定位信息，则优先选择方位角和俯仰角计算单元302，进入步骤4)；否则，选择接收信号电平处理单元303；进入步骤5)；

步骤4)所述方位角和俯仰角计算单元302启动，根据运动目标的定位信息和天线1的定位信息计算天线1的方位角β和俯仰角γ；并输出给所述控制转台4；所述方位向电机401和俯仰向电机402根据方位角β和俯仰角γ驱动天线1运转到位，指向运动目标；

步骤5)接收信号电平处理单元303启动，对接收信号电平数据进行采样，根据采样值进行方位判断，转动方位向电机401驱动天线1进行运转搜索，如果接收信号强度达到设定的范围，则此次搜索完毕；否则，方位角搜索完毕，再根据采样值进行俯仰向判断，转动俯仰向电机402驱动天线1进行运转搜索，直到接收信号强度达到设定的范围，此次搜索完毕。

上述技术方案中，所述步骤4)中的根据运动目标的定位信息和天线1的定位信息计算天线1的方位角β和俯仰角γ的具体实现过程为：

运动目标的定位信息为：经度α₁、纬度θ₁和高程h₁；天线1的定位信息为：经度α₂、纬度θ₂和高程h₂；设运动目标为A点，跟踪天线为B点，天线1的零角度初始指向正北极，在不考虑地球曲率的影响下，假设A点和B点的距离为c，地球半径R＝6371km，在A点所处的纬度截面中，半径O₁A＝Rcosθ，圆弧a的长度为：

$a=\frac{({\mathrm{\α}}_1-{\mathrm{\α}}_2)}{360}2\mathrm{\π}\cos {\mathrm{\θ}}_1$

在B点所处的经度截面中，圆弧b的长度为：

$b=\frac{|{\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_2|}{360}2\mathrm{\πR}$

由此得c的长度为：

$c=\sqrt{a^2+b^2}$

B点相对于A点的偏角β₀为：

${\mathrm{\β}}_0=a\tan \left(\frac{a}{b}\right)$

天线1的方位角β的取值为：

当θ₁≥θ₂时，则：

当θ₁<θ₂时，则：

天线1的俯仰角γ为：

$\mathrm{\&gamma;}=a\tan \left(\frac{h_1-h_2}{c}\right).$

上述技术方案中，所述步骤5)包括：

步骤501)对接收信号电平数据进行采样，根据采样值进行方位判断，转动方位向电机驱动跟踪天线进行运转搜索，如果接收信号强度达到设定的范围，则此次搜索完毕；否则，方位角搜索完毕，将天线方位指向跟踪起始位置，进入步骤502)；

步骤502)根据采样值进行方位判断，转动俯仰向电机驱动跟踪天线进行运转搜索，直到接收信号强度达到设定的范围，俯仰角搜索完毕，转入步骤501)，直至天线跟踪过程结束。

上述技术方案中，所述步骤501)具体包括：

步骤501-1)设置接收信号电平的方位向记忆极大值为a；并将天线指向该位置；设置方位向电机转台方向调节次数为S，初始值S＝0；设置方位向电机转台调节方向标识为十六进制数D，初始值D＝0x55；

其中，D＝0x55表示方位向电机在顺时针方向进行搜索；D＝0xAA表示方位向电机在逆时针方向进行搜索；

步骤501-2)对接收信号电平数据进行采样，采样值为b，判断a≤b是否成立，如果判断结果是肯定的，进入步骤501-3)，否则，转入步骤501-4)；

步骤501-3)令a＝b；n＝0，N＝0，S＝0，转入步骤501-2)；

步骤501-4)判断|a-b|≥Δ₁是否成立，其中Δ₁为方位向灵敏度值；如果判断结果是肯定的，令n＝n+1，转入步骤501-5)；否则，令n＝0，N＝0，S＝0，转入步骤501-2)；

步骤501-5)判断n>5是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤501-6)，否则，转入步骤501-2)；

步骤501-6)令n＝0，N＝N+1；

步骤501-7)判断N>3是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤501-9)，否则，转入步骤501-8)；

步骤501-8)判断D＝0x55是否成立，如果判断结果是肯定的，驱动方位向电机401沿顺时针方向旋转一个方位步距角，返回步骤501-2)；否则，驱动方位向电机401沿逆时针方向旋转一个方位步距角；返回步骤501-2)；

步骤501-9)把方位向电机转台调节方向标识D取反，并驱动方位向电机401沿D对应的方向旋转三个方位步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置；

步骤501-10)令N＝0，S＝S+1；

步骤501-11)判断S＝2是否成立，如果判断结果是否定的，转入步骤501-2)；否则，令S＝0，转入步骤501-12)；

S＝2表示方位向电机在顺时针和逆时针两个方向上都进行过搜索；

步骤501-12)方位角搜索完毕，进入步骤502)。

上述技术方案中，所述步骤502)具体包括：

步骤502-1)设置俯仰向电机转台方向调节次数为T＝0；设置俯仰向电机转台调节标识为十六进制数M，初始值M＝0x55；

其中，M＝0x55表示俯仰向电机在顺时针方向进行搜索；M＝0xAA表示俯仰向电机在逆时针方向进行搜索；

步骤502-2)对接收信号电平数据进行采样，采样值为b，判断a≤b是否成立，如果判断结果是肯定的，进入步骤502-3)，否则，转入步骤502-4)；

步骤502-3)令a＝b；n＝0，N＝0，T＝0，转入步骤502-2)；

步骤502-4)判断|a-b|≥Δ₂是否成立，其中Δ₂为俯仰向灵敏度值；如果判断结果是肯定的，令n＝n+1，转入步骤502-5)；否则，令n＝0，N＝0，T＝0，转入步骤502-2)；

步骤502-5)判断n>5是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤502-6)，否则，转入步骤502-2)；

步骤502-6)令n＝0，N＝N+1；

步骤502-7)判断N>3是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤502-9)，否则，转入步骤502-8)；

步骤502-8)判断M＝0x55是否成立，如果判断结果是肯定的，驱动俯仰向电机402沿顺时针方向旋转一个俯仰步距角，返回步骤502-2)；否则，驱动俯仰向电机402沿逆时针方向旋转一个俯仰步距角；返回步骤502-2)；

步骤502-9)把俯仰向电机转台调节方向标识M取反，并驱动俯仰向电机402沿M对应的方向旋转三个俯仰步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置；

步骤502-10)令N＝0，T＝T+1；

步骤502-11)判断T＝2是否成立，如果判断结果是否定的，转入步骤502-2)；否则，令T＝0，转入步骤502-12)；

T＝2表示俯仰向电机在上下两个方向上都进行过搜索；

步骤502-12)俯仰角搜索完毕，转入步骤501-2)，直至天线跟踪结束。

本发明的优点在于：

1、本发明的利用接收天线和运动目标的定位信息计算天线的方位角和俯仰角的方法具有计算简单，复杂度低，容易实现的特点；

2、本发明的系统设计了两种实现天线跟踪目标的方法，提高了整个系统的可靠性；

3、本发明的系统中采用了控制转台的设计，简化了电机运转控制程序，无需考虑伺服电机驱动器、电机转矩输入增益、加减速时间、速度输入增益等参数设置，只需把天线应指向的俯仰和方位向角度直接输出给控制转台即可，具有装置简单，成本低的特点；

4、本发明的系统具有通用性强，易于实现的特点；可广泛用于静止平台上天线自动跟踪运动目标要求的应用领域。

附图说明

图1为本发明的自动控制跟踪天线的系统结构示意图；

图2为本发明的计算跟踪天线的方位角和俯仰角的方法的流程图；

图3为本发明的利用接收信号电平实现自动控制跟踪天线的方法中方位角的搜索流程图。

附图标识：

1、天线 2、天线定位仪 3、数据处理模块

4、控制转台

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细地说明。

如图1所示，一种自动控制跟踪天线的系统，所述系统包括：天线1、天线定位仪2、数据处理模块3和控制转台4；

所述天线1，用于跟踪运动目标，接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平(AGC)数据，并将定位信息和AGC数据发送到数据处理模块3；

所述天线定位仪2，用于对天线1进行定位，并将天线1的定位信息传输到数据处理模块3；

所述数据处理模块3，包括自适应选择单元301、方位角和俯仰角计算单元302和接收信号电平处理单元303；

所述自适应选择单元301，用于根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元；如果能够连续接收运动目标的定位信息，则优先选择方位角和俯仰角计算单元302，否则，选择接收信号电平处理单元303；

所述方位角和俯仰角计算单元302，用于根据接收到的运动目标和天线1的定位信息计算天线1应指向的方位角和俯仰角；并输出到所述控制转台4；

所述接收信号电平处理单元303，用于对采集到的AGC数据进行采样，根据采样值对方位进行判断，然后向所述控制转台4发出转动指令，直到接收信号强度达到设定的范围；

所述控制转台4，包括方位向电机401和俯仰向电机402，分别通过两根电缆控制天线1在方位向和俯仰向运转；用于当接收到所述方位角和俯仰角计算单元302输出的方位角和俯仰角时，分别驱动方位向电机401和俯仰向电机402输出力矩，使天线1指向运动目标；当接收到接收信号电平处理单元303输出的转动指令时，分别驱动方位向电机401和俯仰向电机402输出力矩，使接收信号强度达到设定的范围。

基于上述自动控制跟踪天线的系统，本发明还提供了一种自动控制跟踪天线的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1)所述天线1接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平数据，并将定位信息和接收信号电平数据发送到数据处理模块3；

步骤2)所述天线定位仪2对天线1进行定位，并将天线1的定位信息传输到数据处理模块3；

步骤3)所述自适应选择单元301根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元，如果能够连续接收运动目标的定位信息，则优先选择方位角和俯仰角计算单元302，进入步骤4)；否则，选择接收信号电平处理单元303；进入步骤5)；

步骤4)所述方位角和俯仰角计算单元302启动，根据运动目标的定位信息和天线1的定位信息计算天线1的方位角β和俯仰角γ；并输出给所述控制转台4；所述方位向电机401和俯仰向电机402根据方位角β和俯仰角γ驱动天线1运转到位，指向运动目标；

所述根据运动目标的定位信息和天线的定位信息计算天线的方位角β和俯仰角γ的具体过程为：

运动目标的定位信息为：经度α₁、纬度θ₁和高程h₁；天线1的定位信息为：经度α₂、纬度θ₂和高程h₂；天线的零角度初始位置指向北极；如图2所示，设运动目标为A点，跟踪天线为B点，天线1的零角度初始指向正北极，在不考虑地球曲率的影响下，假设A点和B点的距离为c，地球半径R＝6371km，在A点所处的纬度截面中，半径O₁A＝Rcosθ，圆弧a的长度为：

$a=\frac{({\mathrm{\&alpha;}}_1-{\mathrm{\&alpha;}}_2)}{360}2\mathrm{\&pi;}\cos {\mathrm{\&theta;}}_1$

在B点所处的经度截面中，圆弧b的长度为：

$b=\frac{|{\mathrm{\&theta;}}_1-{\mathrm{\&theta;}}_2|}{360}2\mathrm{\&pi;R}$

由此得c的长度为：

$c=\sqrt{a^2+b^2}$

B点相对于A点的偏角β₀为：

${\mathrm{\&beta;}}_0=a\tan \left(\frac{a}{b}\right)$

天线1的方位角β的取值为：

当θ₁≥θ₂时，则：

当θ₁＜θ₂时，则：

天线1的俯仰角γ为：

$\mathrm{\&gamma;}=a\tan \left(\frac{h_1-h_2}{c}\right)$

步骤5)接收信号电平处理单元303启动，对接收信号电平数据进行采样，根据采样值进行方位判断，转动方位向电机401驱动天线1进行运转搜索，如果接收信号强度达到设定的范围，则此次搜索完毕；否则，方位角搜索完毕，再根据采样值进行俯仰向判断，转动俯仰向电机402驱动天线1进行运转搜索，直到接收信号强度达到设定的范围，此次搜索完毕。具体包括：

步骤501)对接收信号电平数据进行采样，根据采样值进行方位判断，转动方位向电机驱动跟踪天线进行运转搜索，如果接收信号强度达到设定的范围，则此次搜索完毕；否则，方位角搜索完毕，将天线方位指向跟踪起始位置，进入步骤502)；

如图3所示，所述步骤501)具体包括：

步骤501-1)设置接收信号电平的方位向记忆极大值为a；并将天线指向该位置；设置方位向电机转台方向调节次数为S，初始值S＝0；设置方位向电机转台调节方向标识为十六进制数D，初始值D＝0x55；

其中，D＝0x55表示方位向电机在顺时针方向进行搜索；D＝0xAA表示方位向电机在逆时针方向进行搜索；

步骤501-2)对接收信号电平数据进行采样，采样值为b，判断a≤b是否成立，如果判断结果是肯定的，进入步骤501-3)，否则，转入步骤501-4)；

步骤501-3)令a＝b；n＝0，N＝0，S＝0，转入步骤501-2)；

步骤501-4)判断|a-b|≥Δ₁是否成立，其中Δ₁为方位向灵敏度值；如果判断结果是肯定的，令n＝n+1，转入步骤501-5)；否则，令n＝0，N＝0，S＝0，转入步骤501-2)；

步骤501-5)判断n>5是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤501-6)，否则，转入步骤501-2)；

n为计数器，是为了消除偶然干扰引起天线的误动作，通过判断n>5是否成立，确认目标是向偏离天线的方向运动，此时令天线进行调整。

步骤501-6)令n＝0，N＝N+1；

步骤501-7)判断N>3是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤501-9)，否则，转入步骤501-8)；

步骤501-8)判断D＝0x55是否成立，如果判断结果是肯定的，驱动方位向电机401沿顺时针方向旋转一个方位步距角，返回步骤501-2)；否则，驱动方位向电机401沿逆时针方向旋转一个方位步距角；返回步骤501-2)；

步骤501-9)把方位向电机转台调节方向标识D取反，并驱动方位向电机401沿D对应的方向旋转三个方位步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置；

步骤501-10)令N＝0，S＝S+1；

步骤501-11)判断S＝2是否成立，如果判断结果是否定的，转入步骤501-2)；否则，令S＝0，转入步骤501-12)；

S＝2表示方位向电机在顺时针和逆时针两个方向上都进行过搜索；若S＝2说明在天线在反方向搜索上，接收信号电平也不满足要求，此时把天线1沿着这次调节的反方向驱动方位向电机401旋转三个方位步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置，需要对天线俯仰角进行调节。

步骤501-12)方位角搜索完毕，进入步骤502)。

步骤502)根据采样值进行方位判断，转动俯仰向电机402驱动天线1进行运转搜索，直到接收信号强度达到设定的范围，俯仰角搜索完毕，转入步骤501)，直至天线跟踪过程结束；具体包括：

步骤502-1)设置俯仰向电机转台方向调节次数为T＝0；设置俯仰向电机转台调节标识为十六进制数M，初始值M＝0x55；

其中，M＝0x55表示俯仰向电机在顺时针方向进行搜索；M＝0xAA表示俯仰向电机在逆时针方向进行搜索；

步骤502-2)对接收信号电平数据进行采样，采样值为b，判断a≤b是否成立，如果判断结果是肯定的，进入步骤502-3)，否则，转入步骤502-4)；

步骤502-3)令a＝b；n＝0，N＝0，T＝0，转入步骤502-2)；

步骤502-4)判断|a-b|≥Δ₂是否成立，其中Δ₂为俯仰向灵敏度值；如果判断结果是肯定的，令n＝n+1，转入步骤502-5)；否则，令n＝0，N＝0，T＝0，转入步骤502-2)；

步骤502-5)判断n>5是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤502-6)，否则，转入步骤502-2)；

步骤502-6)令n＝0，N＝N+1；

步骤502-7)判断N>3是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤502-9)，否则，转入步骤502-8)；

步骤502-8)判断M＝0x55是否成立，如果判断结果是肯定的，驱动俯仰向电机402沿顺时针方向旋转一个俯仰步距角，返回步骤502-2)；否则，驱动俯仰向电机402沿逆时针方向旋转一个俯仰步距角；返回步骤502-2)；

步骤502-9)把俯仰向电机转台调节方向标识M取反，并驱动俯仰向电机402沿M对应的方向旋转三个俯仰步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置；

步骤502-10)令N＝0，T＝T+1；

步骤502-11)判断T＝2是否成立，如果判断结果是否定的，转入步骤502-2)；否则，令T＝0，转入步骤502-12)；

T＝2表示俯仰向电机在上下两个方向上都进行过搜索；

步骤502-12)俯仰角搜索完毕，转入步骤501-2)，直至天线跟踪结束。

Claims (7)

1.一种自动控制跟踪天线的系统，所述系统包括：天线(1)、天线定位仪(2)、数据处理模块(3)和控制转台(4)；

所述天线(1)，用于跟踪运动目标，接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平数据，并将定位信息和接收信号电平数据发送到数据处理模块(3)；

所述天线定位仪(2)，用于对天线(1)进行定位，并将天线(1)的定位信息传输到数据处理模块(3)；

所述数据处理模块(3)，用于根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元；并将数据处理单元的结果输出到所述控制转台(4)；

所述控制转台(4)，包括方位向电机(401)和俯仰向电机(402)，分别通过两根电缆控制天线(1)在方位向和俯仰向运转；用于当接收到所述方位角和俯仰角计算单元(302)输出的方位角和俯仰角时，分别驱动方位向电机(401)和俯仰向电机(402)输出力矩，使天线(1)指向运动目标；当接收到接收信号电平处理单元(303)输出的转动指令时，分别驱动方位向电机(401)和俯仰向电机(402)输出力矩，使接收信号强度达到设定的范围。

2.根据权利要求1所述的自动控制跟踪天线的系统，其特征在于，所述数据处理模块(3)包括自适应选择单元(301)、方位角和俯仰角计算单元(302)和接收信号电平处理单元(303)；

所述自适应选择单元(301)，用于根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元；如果能够连续接收运动目标的定位信息，则优先选择方位角和俯仰角计算单元(302)，否则，选择接收信号电平处理单元(303)；

所述方位角和俯仰角计算单元(302)，用于根据接收到的运动目标和天线(1)的定位信息计算天线(1)应指向的方位角和俯仰角；并输出到所述控制转台(4)；

所述接收信号电平处理单元(303)，用于对采集到的接收信号电平数据进行采样，根据采样值对方位进行判断，然后向所述控制转台(4)发出转动指令，直到接收信号强度达到设定的范围。

3.一种自动控制跟踪天线的方法，基于权利要求2所述的自动控制跟踪天线的系统实现，该方法包括如下步骤：

步骤1)所述天线(1)接收运动目标通过无线链路发送的定位信息和接收信号电平数据，并将定位信息和接收信号电平数据发送到数据处理模块(3)；

步骤2)所述天线定位仪(2)对天线(1)进行定位，并将天线(1)的定位信息传输到数据处理模块(3)；

步骤3)所述自适应选择单元(301)根据接收到的数据状态选择相应的数据处理单元，如果能够连续接收运动目标的定位信息，则优先选择方位角和俯仰角计算单元(302)，进入步骤4)；否则，选择接收信号电平处理单元(303)；进入步骤5)；

步骤4)所述方位角和俯仰角计算单元(302)启动，根据运动目标的定位信息和天线(1)的定位信息计算天线(1)的方位角β和俯仰角γ；并输出给所述控制转台(4)；所述方位向电机(401)和俯仰向电机(402)根据方位角β和俯仰角γ驱动天线(1)运转到位，指向运动目标；

步骤5)接收信号电平处理单元(303)启动，对接收信号电平数据进行采样，根据采样值进行方位判断，转动方位向电机(401)驱动天线(1)进行运转搜索，如果接收信号强度达到设定的范围，则此次搜索完毕；否则，方位角搜索完毕，再根据采样值进行俯仰向判断，转动俯仰向电机(402)驱动天线(1)进行运转搜索，直到接收信号强度达到设定的范围，此次搜索完毕。

4.根据权利要求3所述的自动控制跟踪天线的方法，其特征在于，所述步骤4)中的根据运动目标的定位信息和天线(1)的定位信息计算天线(1)的方位角β和俯仰角γ的具体实现过程为：

运动目标的定位信息为：经度α₁、纬度θ₁和高程h₁；天线(1)的定位信息为：经度α₂、纬度θ₂和高程h₂；设运动目标为A点，跟踪天线为B点，天线(1)的零角度初始指向正北极，在不考虑地球曲率的影响下，假设A点和B点的距离为c，地球半径R＝6371km，在A点所处的纬度截面中，半径O₁A＝Rcosθ，圆弧a的长度为：

$a=\frac{({\mathrm{\&alpha;}}_1-{\mathrm{\&alpha;}}_2)}{360}2\mathrm{\&pi;}R\cos {\mathrm{\&theta;}}_1$

在B点所处的经度截面中，圆弧b的长度为：

$b=\frac{|{\mathrm{\&theta;}}_1-{\mathrm{\&theta;}}_2|}{360}2\mathrm{\&pi;R}$

由此得c的长度为：

$c=\sqrt{a^2+b^2}$

B点相对于A点的偏角β₀为：

${\mathrm{\&beta;}}_0=a\tan \left(\right|\frac{a}{b}\left|\right)$

天线(1)的方位角β的取值为：

当θ₁≥θ₂时，则：

当θ₁<θ₂时，则：

天线(1)的俯仰角γ为：

$\mathrm{\&gamma;}=a\tan \left(\frac{h_1-h_2}{c}\right).$

5.根据权利要求3所述的自动控制跟踪天线的方法，其特征在于，所述步骤5)包括：

步骤501)对接收信号电平数据进行采样，根据采样值进行方位判断，转动方位向电机(401)驱动天线(1)进行运转搜索，如果接收信号强度达到设定的范围，则此次搜索完毕；否则，方位角搜索完毕，将天线方位指向跟踪起始位置，进入步骤502)；

步骤502)根据采样值进行方位判断，转动俯仰向电机(402)驱动天线(1)进行运转搜索，直到接收信号强度达到设定的范围，俯仰角搜索完毕，转入步骤501)，直至天线跟踪过程结束。

6.根据权利要求5所述的自动控制跟踪天线的方法，其特征在于，所述步骤501)具体包括：

步骤501-1)设置接收信号电平的方位向记忆极大值为a；并将天线指向该位置；设置方位向电机转台方向调节次数为S，初始值S＝0；设置方位向电机转台调节方向标识为十六进制数D，初始值D＝0x55；

其中，D＝0x55表示方位向电机在顺时针方向进行搜索；D＝0xAA表示方位向电机在逆时针方向进行搜索；

步骤501-2)对接收信号电平数据进行采样，采样值为b，判断a≤b是否成立，如果判断结果是肯定的，进入步骤501-3)，否则，转入步骤501-4)；

步骤501-3)令a＝b；n＝0，N＝0，S＝0，转入步骤501-2)；

步骤501-4)判断|a-b|≥Δ₁是否成立，其中Δ₁为方位向灵敏度值；如果判断结果是肯定的，令n＝n+1，转入步骤501-5)；否则，令n＝0，N＝0，S＝0，转入步骤501-2)；

步骤501-5)判断n>5是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤501-6)，否则，转入步骤501-2)；

步骤501-6)令n＝0，N＝N+1；

步骤501-7)判断N>3是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤501-9)，否则，转入步骤501-8)；

步骤501-8)判断D＝0x55是否成立，如果判断结果是肯定的，驱动方位向电机(401)沿顺时针方向旋转一个方位步距角，返回步骤501-2)；否则，驱动方位向电机(401)沿逆时针方向旋转一个方位步距角；返回步骤501-2)；

步骤501-9)把方位向电机转台调节方向标识D取反，并驱动方位向电机(401)沿D对应的方向旋转三个方位步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置；

步骤501-10)令N＝0，S＝S+1；

步骤501-11)判断S＝2是否成立，如果判断结果是否定的，转入步骤501-2)；否则，令S＝0，转入步骤501-12)；

S＝2表示方位向电机在顺时针和逆时针两个方向上都进行过搜索；

步骤501-12)方位角搜索完毕，进入步骤502)。

7.根据权利要求6所述的自动控制跟踪天线的方法，其特征在于，所述步骤502)具体包括：

步骤502-1)设置俯仰向电机转台方向调节次数为T＝0；设置俯仰向电机转台调节标识为十六进制数M，初始值M＝0x55；

其中，M＝0x55表示俯仰向电机在顺时针方向进行搜索；M＝0xAA表示俯仰向电机在逆时针方向进行搜索；

步骤502-2)对接收信号电平数据进行采样，采样值为b，判断a≤b是否成立，如果判断结果是肯定的，进入步骤502-3)，否则，转入步骤502-4)；

步骤502-3)令a＝b；n＝0，N＝0，T＝0，转入步骤502-2)；

步骤502-4)判断|a-b|≥Δ₂是否成立，其中Δ₂为俯仰向灵敏度值；如果判断结果是肯定的，令n＝n+1，转入步骤502-5)；否则，令n＝0，N＝0，T＝0，转入步骤502-2)；

步骤502-5)判断n>5是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤502-6)，否则，转入步骤502-2)；

步骤502-6)令n＝0，N＝N+1；

步骤502-7)判断N>3是否成立，如果判断结果是肯定的，转入步骤502-9)，否则，转入步骤502-8)；

步骤502-8)判断M＝0x55是否成立，如果判断结果是肯定的，驱动俯仰向电机(402)沿顺时针方向旋转一个俯仰步距角，返回步骤502-2)；否则，驱动俯仰向电机(402)沿逆时针方向旋转一个俯仰步距角；返回步骤502-2)；

步骤502-9)把俯仰向电机转台调节方向标识M取反，并驱动俯仰向电机(402)沿M对应的方向旋转三个俯仰步距角，即天线方位指向回到跟踪起始位置；

步骤502-10)令N＝0，T＝T+1；

步骤502-11)判断T＝2是否成立，如果判断结果是否定的，转入步骤502-2)；否则，令T＝0，转入步骤502-12)；

T＝2表示俯仰向电机在上下两个方向上都进行过搜索；

步骤502-12)俯仰角搜索完毕，转入步骤501-2)，直至天线跟踪结束。