CN109116384A - 一种星载转动天线指向精度测试方法 - Google Patents

一种星载转动天线指向精度测试方法 Download PDF

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康永鹏
顾莉莉
刘方
吴以平
许建峰
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    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/20—Integrity monitoring, fault detection or fault isolation of space segment
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种星载转动天线指向精度测试方法，将天线指向指标考核分为静态测试及动态测试两个阶段，通过经纬仪加工装重力卸载方法，对天线典型角度的静态精度进行测试，获取转动天线静态精度指标；采用转动天线模拟器获取转动天线动态精度的指标；通过对静态精度测试数据和动态精度测试数据的融合处理，获得天线指向精度数据。本发明解决了星载转动天线指向精度无法在整星测试的问题，使星载转动天线指向精度指标在卫星总装集成过程中实时可测，使指向精度指标的复合性及一致性得到保证。同时，该方法也可用于天线产品单机阶段在厂房内的测试，可解决转动天线产品指向精度的传统外场测试方案受地理环境及自然天气制约的问题。

Description

一种星载转动天线指向精度测试方法
技术领域
本发明涉及星载转动天线指向精度测试工作，特别涉及一种星载二维转动天线在整星集成测试过程中，对指向精度指标的测试方法。
背景技术
卫星对地面进行传输时，需要卫星天线天线指向地面站位置，且指向精度满足指标要求。该指标需在整星及单机测试获得。
目前，在整星集成测试阶段，未进行指向精度指标的测试，只进行指向功能的检查。指向精度指标在单机阶段测试获得，整星集成测试阶段无法实时监测，技术指标稳定性无法实测证明，依靠设计保证。
在单机测试阶段，目前传统测试方案采用外场试验场，外场测试受地理环境及自然天气制约。测试需要投入大量的人力、物力，测试系统调整需要大量的时间成本。
随着卫星数据传输对天线指向精度需求的不断提高，及工程实现过程中数据获取的便利性、数据可获取性、稳定一致性考核的需求，需要一种简单的测试方法实现转动天线指向精度测试。
本发明提供了一种星载二维转动天线在整星集成测试过程中，对指向精度指标的测试方法。本发明解决了转动天线指向精度在整星集成测试阶段无法实时监测，技术指标稳定性无法实测证明的问题。单机测试阶段采用本方法，可在厂房环境下实现转动天线指向精度的测试。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
为了解决星载转动天线指向精度无法在整星测试的问题，本发明提供了一种星载转动天线指向精度测试方法，采用静态精度与动态精度联合测试的方法，使星载转动天线指向精度指标在卫星总装集成过程中实时可测，使指向精度指标的符合性及一致性得到保证。
本发明具体通过以下技术方案实现：
一种星载转动天线指向精度测试方法，包括如下步骤：
步骤1、静态精度测试；
星载转动天线装载在卫星结构上，通过重力卸载的方法，使天线指向指定典型转动角度；采用经纬仪测量天线各基准棱镜角度关系获得各典型转动角度，同时获取对应角度遥测值；
步骤2、静态精度数据处理
将所述步骤1测试获得的数据进行填表记录，通过处理获得静态精度数据；
步骤3、动态精度测试
采用机构模拟器与卫星机构驱动器连接；在卫星加电状态下，按照典型轨迹，使机构驱动器驱动模拟器，获取典型轨迹的指向角度的理论值遥测数据和实时角度遥测数据；
步骤4、动态精度数据处理
将所述步骤3测试获得的数据进行填表记录，通过处理获得动态精度数据；
步骤5、数据融合处理
将所述步骤2和所述步骤4获得的数据填表进行整理；计算典型角度下的实测角度与理论角度的差值，获取某地面站的指向精度；
步骤6、获得指向精度结果
将所述步骤5所得的各任务站的指向精度数据进行填表整理，取均值获得指向精度测试结果。
本发明由于采取上述工作过程，将天线指向指标考核分为静态测试及动态测试两个阶段。通过经纬仪加工装重力卸载方法，对天线典型角度的静态精度进行测试，获取转动天线静态精度指标；通过采用转动天线模拟器代替星载转动天线方法，获取转动天线动态精度的指标；通过对静态精度测试数据和动态精度测试数据的融合处理，获得天线指向精度数据。解决了星载转动天线指向精度无法在整星测试的问题，使星载转动天线指向精度指标在卫星总装集成过程中实时可测。该方法也可用于天线产品单机阶段在厂房内的测试，解决转动天线产品指向精度的传统外场测试方案受地理环境及自然天气制约的问题。
附图说明
图1为本发明实施例一种星载转动天线指向精度测试方法的流程图。
图2为本发明实施例中天线动态精度测试示意图。
图3为本发明实施例中天线静态精度测试示意图。
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施过程。
附图为本发明转动天线指向精度测试方法具体实现过程，为详细说明该指向精度的测试方法，定义实测值为典型角度下采用经纬仪对天线基准棱镜测试获得的天线角度数据；定义遥测值为典型角度下卫星加电状态遥测显示的角度遥测数据；定义理论值为典型轨迹下天线指向地面站时的角度序列；定义天线指向精度为天线指向角度实测值在各典型轨迹下与理论值的偏差；定义静态指向精度为角度实测值与遥测值的偏差；定义动态指向精度为角度理论值与遥测值的偏差。
根据附图1所示，该方法包括六个步骤：
步骤1为静态精度测试，如图3所示，将星载转动天线装载在卫星结构上，通过重力卸载的方法(卸载示意方案如图2)，使天线指向指定典型转动角度；采用经纬仪测量天线各基准棱镜(棱镜粘贴位置示意见图2)角度关系获得各典型转动角度，同时获取对应角度遥测值。
步骤2为静态精度数据处理，将所述步骤1测试获得的数据按表1进行记录，通过处理获得静态精度数据。
表1：天线角度的静态精度测试表
步骤3为动态精度测试，采用机构模拟器，该机构模拟器具备X轴模拟和Y轴模拟功能，按图2示意与卫星机构驱动器连接；在卫星加电状态下，按照典型轨迹，使机构驱动器驱动模拟器，获取典型轨迹的指向角度的理论值遥测数据和实时角度遥测数据。
步骤4为动态精度数据处理，将所述步骤3测试获得的数据按表2进行记录，通过处理获得动态精度数据。
表2：天线角度的动态精度测试记录表
步骤5为数据融合处理，将所述步骤2和所述步骤4获得的数据按表3进行整理；计算典型角度下的实测角度与理论角度的差值，获取某地面站的指向精度；
表3：天线指向精度测试数据统计表(某地面站)
步骤6为获得指向精度结果，按所述步骤5，测试各任务站的指向精度数据，获得的数据按表4进行整理，取均值获得指向精度测试结果。
表4：天线指向精度测试数据统计表
以上描述了本发明的具体实施方案。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的基本过程，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (1)

1.一种星载转动天线指向精度测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、静态精度测试
星载转动天线装载在卫星结构上，通过重力卸载的方法(卸载示意方案如图2)，使天线指向指定典型转动角度；采用经纬仪测量天线各基准棱镜(棱镜粘贴位置示意见图2)角度关系获得各典型转动角度，同时获取对应角度遥测值
步骤2、静态精度数据处理
将所述步骤1测试获得的数据进行填表记录，通过处理获得静态精度数据；
步骤3、动态精度测试
采用机构模拟器与卫星机构驱动器连接；在卫星加电状态下，按照典型轨迹，使机构驱动器驱动模拟器，获取典型轨迹的指向角度的理论值遥测数据和实时角度遥测数据；
步骤4、动态精度数据处理
将所述步骤3测试获得的数据进行填表记录，通过处理获得动态精度数据；
步骤5、数据融合处理
将所述步骤2和所述步骤4获得的数据填表进行整理；计算典型角度下的实测角度与理论角度的差值，获取某地面站的指向精度；
步骤6、获得指向精度结果
将所述步骤5所得的各任务站的指向精度数据进行填表整理，取均值获得指向精度测试结果。
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