CN107331967A - 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法 - Google Patents

一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107331967A
CN107331967A CN201710466781.7A CN201710466781A CN107331967A CN 107331967 A CN107331967 A CN 107331967A CN 201710466781 A CN201710466781 A CN 201710466781A CN 107331967 A CN107331967 A CN 107331967A
Authority
CN
China
Prior art keywords
orientation
signal intensity
offset
pitching
tracking system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710466781.7A
Other languages
English (en)
Inventor
赵海波
陈佳林
蔡文莉
赵雷鸣
张迎春
侯永飞
刘昊
丁宸聪
夏辉
李欣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
92728 TROOPS PLA
CETC 54 Research Institute
Original Assignee
92728 TROOPS PLA
CETC 54 Research Institute
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 92728 TROOPS PLA, CETC 54 Research Institute filed Critical 92728 TROOPS PLA
Priority to CN201710466781.7A priority Critical patent/CN107331967A/zh
Publication of CN107331967A publication Critical patent/CN107331967A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/02—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole
    • H01Q3/08—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical movement of antenna or antenna system as a whole for varying two co-ordinates of the orientation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/285—Aircraft wire antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/005—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using remotely controlled antenna positioning or scanning

Abstract

本发明公开了一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法。它根据外部提供的GPS和惯导数据，计算出对准目标的理论角度，然后采用引导叠加步进的复合跟踪方式，得出需要纠正的角度偏差，在计算出的理论角度基础上叠加需要纠正的角度偏差，实现天线对卫星的实时跟踪。避免了单一的数字引导跟踪会因惯导漂移、标校误差等原因造成天线无法跟到信号最大点的问题，从而提高伺服的跟踪精度，保证通信链路的稳定。

Description

一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法
技术领域
本发明涉及机载卫星通信天线跟踪领域，特别适用小口径机载卫星通信天线的跟踪。
背景技术
对于小口径机载卫星通信天线，目前一般采用圆锥扫描或单脉冲跟踪，这固然是一种容易实现的跟踪方式，但设备系统结构比较复杂，成本较高。根据外部提供的飞机姿态信息，采用引导跟踪方式，可实现对卫星的跟踪，且系统结构简单，避免了网络复杂、相位变化等方面的问题。但单一的引导跟踪因标校误差、惯导漂移等原因，很难长时间的达到跟踪精度的要求，需要一种复合跟踪算法，提高天线的跟踪精度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种基于机载卫星通信天线的复合跟踪算法，在引导跟踪的基础上叠加步进控制，对于能提供飞机姿态信息的系统，可以满足天线跟踪精度要求。
本发明的目的是这样实现的：
一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法，包括以下步骤：
(1)伺服跟踪系统根据外部提供的GPS和惯导数据，计算出对准目标的当前理论角度，将当前理论角度发送至天线；
(2)天线指向当前理论角度，并将在当前理论角度接收到的信号发送给伺服跟踪系统；
(3)伺服跟踪系统采集接收到的信号强度，并判断接收到的信号强度是否大于设定值，若是，则进行锁定并执行步骤(4)，否则执行步骤(2)；
(4)天线的方位和俯仰分别一一对应向预设方位方向和预设俯仰方向偏开设定角度，并将偏开前后两个方位位置和偏开前后两个俯仰位置接收到的信号发送给伺服跟踪系统；
(5)伺服跟踪系统分别采集方位偏开前后两个方位位置的信号强度，对两个方位位置的信号强度求差，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；分别采集俯仰偏开前后两个俯仰位置的信号强度，对两个俯仰位置的信号强度求差，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向；
(6)伺服跟踪系统将方位角度偏差、俯仰角度偏差与当前理论角度进行叠加，将叠加结果作为当前理论角度，将当前理论角度发送至天线，返回步骤(2)。
其中，步骤(5)具体为：
伺服跟踪系统分别实时采集设定时间内方位偏开前后两个方位位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到方位偏开前后两个方位位置的实际信号强度，比较两个方位位置的实际信号强度，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；
伺服跟踪系统分别实时采集设定时间内俯仰偏开前后两个俯仰位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到俯仰偏开前后两个俯仰位置的实际信号强度，比较两个俯仰位置的实际信号强度，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向。
本发明相比背景技术有如下优点：
(1)本发明实现简单，有效降低了设备成本；
(2)本发明简化了天线系统设备组成，避免了网络复杂、相位变化等方面的问题，提高了设备的可靠性和稳定性。
(3)本发明实时追踪信号强度的最大值，保证天线能够跟踪到信号的最大点，避免了单一的数字引导跟踪会因惯导漂移、标校误差等原因造成天线无法跟到信号最大点的问题，从而提高伺服的跟踪精度，保证通信链路的稳定。
附图说明
图1是本发明复合跟踪方法流程图。
图2是本发明方位的步进控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式进一步描述本发明。
该发明要完成的功能为在飞机飞行状态下，实现天线对卫星的实时跟踪。
本发明一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法，如图1所述包括以下步骤：
(1)伺服跟踪系统根据外部提供的GPS和惯导数据，计算出对准目标的当前理论角度，将当前理论角度发送至天线；
(2)天线指向当前理论角度，并将接收到的信号发送给伺服跟踪系统；一般天线的指向在10dB波束宽度到3dB波束宽度之间，伺服跟踪系统可以锁定此范围内的信号；
(3)伺服跟踪系统采集接收到的信号强度，并判断接收到的信号强度是否大于设定值，若是，则进行锁定并执行步骤(4)，否则执行步骤(2)；
(4)天线的方位和俯仰分别一一对应向预设方位方向和预设俯仰方向偏开设定角度，并将偏开前后两个方位位置和偏开前后两个俯仰位置接收到的信号发送给伺服跟踪系统；
(5)伺服跟踪系统分别采集方位偏开前后两个方位位置的信号强度，对两个方位位置的信号强度求差，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；分别采集俯仰偏开前后两个俯仰位置的信号强度，对两个俯仰位置的信号强度求差，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向；
(6)伺服跟踪系统将方位角度偏差、俯仰角度偏差与当前理论角度进行叠加，将叠加结果作为当前理论角度，将当前理论角度发送至天线，返回步骤(2)。
步骤(4)和步骤(5)为步进控制，实施例为方位首次的步进控制步骤，具体如图2，天线的方位先向左偏开设定角度，并将偏开后方位位置接收到的信号发送给伺服跟踪系统；伺服跟踪系统实时采集设定时间内偏开后方位位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到偏开后方位位置的实际信号强度；天线的方位偏回原来的方位，将接收到的信号发送给伺服跟踪系统，伺服跟踪系统实时采集设定时间内的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到方位原始位置的实际信号强度；比较两个方位位置的实际信号强度，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；
天线的俯仰先向左偏开设定角度，再偏回原来的位置，按上述方位的计算方法计算出两个俯仰位置的实际信号强度，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向。
第二次及以上步进控制，天线的方位和俯仰分别一一对应向预设方位方向和预设俯仰方向偏开设定角度，且不需偏回原来的位置。具体为：伺服跟踪系统分别实时采集设定时间内方位偏开前后两个方位位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到方位偏开前后两个方位位置的实际信号强度，比较两个方位位置的实际信号强度，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；
伺服跟踪系统分别实时采集设定时间内俯仰偏开前后两个俯仰位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到俯仰偏开前后两个俯仰位置的实际信号强度，比较两个俯仰位置的实际信号强度，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向。
采用本发明方法，某0.6米Ku机载卫星通信天线跟踪指标为0.56°，实测跟踪精度见表1。
表1天线跟踪精度测试结果

Claims (2)

1.一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)伺服跟踪系统根据外部提供的GPS和惯导数据，计算出对准目标的当前理论角度，将当前理论角度发送至天线；
(2)天线指向当前理论角度，并将在当前理论角度接收到的信号发送给伺服跟踪系统；
(3)伺服跟踪系统采集接收到的信号强度，并判断接收到的信号强度是否大于设定值，若是，则进行锁定并执行步骤(4)，否则执行步骤(2)；
(4)天线的方位和俯仰分别一一对应向预设方位方向和预设俯仰方向偏开设定角度，并将偏开前后两个方位位置和偏开前后两个俯仰位置接收到的信号发送给伺服跟踪系统；
(5)伺服跟踪系统分别采集方位偏开前后两个方位位置的信号强度，对两个方位位置的信号强度求差，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；伺服跟踪系统分别采集俯仰偏开前后两个俯仰位置的信号强度，对两个俯仰位置的信号强度求差，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向；
(6)伺服跟踪系统将方位角度偏差、俯仰角度偏差与当前理论角度进行叠加，将叠加结果作为当前理论角度，将当前理论角度发送至天线，返回步骤(2)。
2.根据权利要求1所述的一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法，其特征在于，步骤(5)具体为：
伺服跟踪系统分别实时采集设定时间内方位偏开前后两个方位位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到方位偏开前后两个方位位置的实际信号强度，比较两个方位位置的实际信号强度，得出方位需要纠正的方向和方位角度偏差，将方位需要纠正的方向作为预设方位方向；
伺服跟踪系统分别实时采集设定时间内俯仰偏开前后两个俯仰位置的信号强度，取设定时间内信号强度的平均值，得到俯仰偏开前后两个俯仰位置的实际信号强度，比较两个俯仰位置的实际信号强度，得出俯仰需要纠正的方向和俯仰角度偏差，将俯仰需要纠正的方向作为预设俯仰方向。
CN201710466781.7A 2017-06-20 2017-06-20 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法 Pending CN107331967A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710466781.7A CN107331967A (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710466781.7A CN107331967A (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107331967A true CN107331967A (zh) 2017-11-07

Family

ID=60195961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710466781.7A Pending CN107331967A (zh) 2017-06-20 2017-06-20 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107331967A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108493610A (zh) * 2018-03-16 2018-09-04 航天恒星科技有限公司 一种相控阵天线自动对星方法及装置
CN109841957A (zh) * 2019-02-25 2019-06-04 中国电子科技集团公司第三十九研究所 一种移动卫星通信系统跟踪方法
CN113815909A (zh) * 2021-09-09 2021-12-21 中国人民解放军63920部队 对等模式组合构型航天器的上行链路确定方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041850B1 (ko) * 2010-09-07 2011-06-15 엘아이지넥스원 주식회사 이동형 위성추적시스템 및 방법
CN106329122A (zh) * 2016-08-29 2017-01-11 中国人民解放军火箭军工程大学 一种动中通卫星通信平板阵列天线跟踪装置及方法
CN106410410A (zh) * 2016-10-09 2017-02-15 西安坤蓝电子技术有限公司 一种具有物理水平平台的vsat天线系统卫星捕获跟踪方法
CN106911000A (zh) * 2017-04-01 2017-06-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101041850B1 (ko) * 2010-09-07 2011-06-15 엘아이지넥스원 주식회사 이동형 위성추적시스템 및 방법
CN106329122A (zh) * 2016-08-29 2017-01-11 中国人民解放军火箭军工程大学 一种动中通卫星通信平板阵列天线跟踪装置及方法
CN106410410A (zh) * 2016-10-09 2017-02-15 西安坤蓝电子技术有限公司 一种具有物理水平平台的vsat天线系统卫星捕获跟踪方法
CN106911000A (zh) * 2017-04-01 2017-06-30 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108493610A (zh) * 2018-03-16 2018-09-04 航天恒星科技有限公司 一种相控阵天线自动对星方法及装置
CN108493610B (zh) * 2018-03-16 2021-08-17 航天恒星科技有限公司 一种相控阵天线自动对星方法及装置
CN109841957A (zh) * 2019-02-25 2019-06-04 中国电子科技集团公司第三十九研究所 一种移动卫星通信系统跟踪方法
CN109841957B (zh) * 2019-02-25 2020-10-02 中国电子科技集团公司第三十九研究所 一种移动卫星通信系统跟踪方法
CN113815909A (zh) * 2021-09-09 2021-12-21 中国人民解放军63920部队 对等模式组合构型航天器的上行链路确定方法及装置
CN113815909B (zh) * 2021-09-09 2023-10-27 中国人民解放军63920部队 对等模式组合构型航天器的上行链路确定方法及装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10763579B2 (en) Mobile terminal antenna alignment using arbitrary orientation attitude
CN108493610B (zh) 一种相控阵天线自动对星方法及装置
CN101957444B (zh) 多通道雷达幅相自动校正方法和装置
CN109786966A (zh) 低轨卫星地面站天线的跟踪装置及其应用方法
US7330151B1 (en) Alignment of an elliptical beam of an antenna
CN106054924B (zh) 一种无人机伴飞方法、伴飞装置和伴飞系统
CN107331967A (zh) 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法
CN102680953B (zh) 双通道跟踪系统对地校相方法
CN108802788A (zh) 一种航向偏差的确定方法、装置、设备以及存储介质
CN112382844B (zh) 一种低轨卫星通信系统的天线伺服电机控制方法和系统
CN105786019A (zh) 一种载机飞行控制方法和系统
CN111142575A (zh) 一种移动地球站天线跟踪方法
CN106654531A (zh) 一种船载vsat天线系统卫星捕获方法
CN111427004A (zh) 适用于地面测站天线对卫星指向的坐标转换方法
CN111427001A (zh) 适用于地面测站天线对卫星指向的目标定位方法
EP2080033B1 (de) Navigationseinrichtung und verfahren zum ermitteln von orientierungen
CN113048939B (zh) 跟踪无人机的光电偏差标定方法、装置和计算机设备
JP2016223781A (ja) 衛星追尾装置
CN106911000A (zh) 一种机载卫星通信天线的复合跟踪方法
CN113532428B (zh) 数据处理方法、装置、动中通终端和计算机可读存储介质
CN110411449B (zh) 一种航空侦察载荷目标定位方法、系统及终端设备
CN104980214A (zh) 一种星间通信粗精扫描方法
CN111912404B (zh) 飞行设备输出姿态修正系统及方法
WO2018011810A1 (en) Imaging system and method for accurately directing antennas
US20190296420A1 (en) Airborne antenna pointing and projection

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171107