CN112563762B - 一种一拖四分时展开天线控制方法 - Google Patents
一种一拖四分时展开天线控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种一拖四分时展开天线控制方法，属于天线展开控制技术领域；以“一拖四”接口形式实现单台控制器同时连接四副天线，并通过分时控制的方法依次展开四副天线。该方法首先根据重叠天线结构形式确定四副天线的展开顺序，然后解锁两副靠外侧的天线，并通过选通天线，分时展开天线1、天线2，再解锁另两副靠内侧的天线，分时展开天线3、天线4，每副天线展开步骤一样，具体天线选通和参数需对应设置，展开过程通过遥测全程监测；本发明解决了双重叠四口径天线在轨异步展开的技术难题，有效避免重叠天线展开干涉，消除了星上资源有限与多个天线展开的矛盾，提高了卫星资源的利用率。
Description
技术领域
本发明属于天线展开控制技术领域，涉及一种一拖四分时展开天线控制方法。
背景技术
近年来随着各种无线通信业务和宽带数据业务的不断发展，人们对移动通信质量和传输速率提出了更高的要求。星载多波束天线的发展正是基于现代卫星通信多用户实现宽带接入，高质量，大容量，高覆盖率的新要求，卫星多波束天线能够同时产生多个子波束，以高增益来覆盖大区域，并能使波束空间隔离和极化隔离，达到多重频率复用，加大可用带宽，使通信容量大幅度增加，有限的频谱资源得到有效的利用。
星载多波束天线的实现的主要方式是反射面+阵列馈源天线，其中最优的设计是高频段(Ka频段)多口径多波束天线。SJ-13卫星天线分系统Ka用户多波束天线在国内首次采用4口径多波束天线技术。4口径多波束天线在轨有1个技术难题：4个天线发射时处于重叠收拢锁紧状态，在轨后需要按照一定的规则分时展开。
目前并没有相关技术能确保天线系统满足对波束无缝覆盖以及其覆盖区增益的要求。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种一拖四分时展开天线控制方法，解决了双重叠四口径天线在轨异步展开的技术难题，有效避免重叠天线展开干涉，消除了星上资源有限与多个天线展开的矛盾，提高了卫星资源的利用率。
本发明解决技术的方案是：
一种一拖四分时展开天线控制方法，包括如下步骤：
S1、建立卫星一拖四展开天线系统；包括第一天线、第二天线、第三天线、第四天线和卫星；第一天线、第二天线、第三天线和第四天线分别通过展开臂与卫星侧壁连接；第三天线通过展开臂折叠贴附在卫星的侧壁；第一天线通过展开臂折叠贴附在第三天线的外侧；第四天线通过展开臂折叠贴附在卫星的侧壁；第二天线通过展开臂折叠贴附在第四天线的外侧；折叠完成后，第一天线、第二天线、第三天线、第四天线均通过锁紧释放机构与卫星固连，实现限位；卫星上设置有天线控制器，实现对各天线的展开控制；建立卫星本体坐标系oxyz；根据卫星本体坐标系oxyz确定各天线展开时的俯仰方向和方位方向；
S2、打开第一天线和第二天线对应的锁紧释放机构；实现第一天线和第二天线的解锁；天线控制器在不加电状态下，将第一天线和第二天线的解锁状态发送至地面计算机；
S3、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第一次加电；
S4、第一天线展开，具体包括如下步骤：
S401、天线控制器与第一天线的展开臂导通，实现第一天线的选通，其余天线不选通；
S402、解除第一天线的限位，设置第一天线展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；
S403、第一天线沿俯仰方向低速抬起至α1角度；
S404、第一天线沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；
S405、第一天线沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；
S406、第一天线断电；
S407、天线控制器与第一天线的展开臂断开，第一天线展开完毕；
S5、第二天线展开，具体包括如下步骤：
S501、天线控制器与第二天线的展开臂导通，实现第二天线的选通，其余天线不选通；
S502、解除第二天线的限位，设置第二天线展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；
S503、第二天线沿俯仰方向低速抬起至α2角度；
S504、第二天线沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；
S505、第二天线沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；
S506、第二天线断电；
S507、天线控制器与第二天线的展开臂断开，第二天线展开完毕；
S6、天线控制器第一次断电；
S7、打开第三天线和第四天线对应的锁紧释放机构；实现第三天线和第四天线的解锁；天线控制器在不加电状态下，将第三天线和第四天线的解锁状态发送至地面计算机；
S8、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第二次加电；
S9、第三天线展开，具体包括如下步骤：
S901、天线控制器与第三天线的展开臂导通，实现第三天线的选通，其余天线不选通；
S902、解除第三天线的限位，设置第三天线展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；
S903、第三天线沿俯仰方向高速抬起至α3角度；
S904、第三天线沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；
S905、第三天线沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；
S906、第三天线断电；
S907、天线控制器与第三天线的展开臂断开，第三天线展开完毕；
S10、第四天线展开，具体包括如下步骤：
S1001、天线控制器与第四天线的展开臂导通，实现第四天线的选通，其余天线不选通；
S1002、解除第四天线的限位，设置第四天线展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；
S1003、第四天线沿俯仰方向高速抬起至α4角度；
S1004、第四天线沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；
S1005、第四天线沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；
S1006、第四天线断电；
S1007、天线控制器与第四天线的展开臂断开，第四天线展开完毕；
S11、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第二次断电；天线展开结束。
在上述的一种一拖四分时展开天线控制方法，所述S1中，第一天线和第三天线通过展开臂设置在卫星的一侧侧壁；第二天线和第四天线通过展开臂设置在卫星的相对侧壁。
在上述的一种一拖四分时展开天线控制方法，所述S1中，卫星本体坐标系oxyz的建立方法为：坐标系原点o位于卫星中心轴上靠主发动机处；+x方向垂直指向东舱板；+y方向垂直指向南舱板；+z方向垂直指向对地板；
俯仰方向为天线绕卫星x轴展开方向；
方位方向为天线绕卫星y轴展开方向。
在上述的一种一拖四分时展开天线控制方法，所述S402中，第一天线的俯仰目标角度值为174.0564°，方位目标角度值为84.1251°；所述S403中，第一天线沿俯仰方向抬起速度为0.04°/s；α1为10°-20°；α1满足第一天线抬起高度高于锁紧释放机构高度；所述S404中，第一天线沿方位方向抬起速度为0.16°/s；所述S405中，第一天线沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第一天线沿俯仰方向抬起的过程为：第一天线绕y轴向-x方向运动；
第一天线沿方位方向抬起的过程为：第一天线绕x轴向-y方向运动。
在上述的一种一拖四分时展开天线控制方法，所述S502中，第二天线的俯仰目标角度值为354.4429°，方位目标角度值为320.3158°；所述S503中，第二天线沿俯仰方向抬起速度为0.04°/s；α2为10°-20°；α2满足第二天线抬起高度高于锁紧释放机构高度；所述S504中，第二天线沿方位方向抬起速度为0.16°/s；所述S505中，第二天线沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第二天线沿俯仰方向抬起的过程为：第二天线绕y轴向+x方向运动；
第二天线沿方位方向抬起的过程为：第一天线绕x轴向-y方向运动。
在上述的一种一拖四分时展开天线控制方法，所述S902中，第三天线的俯仰目标角度值为3.2904°，方位目标角度值为38.8092°；所述S903中，第三天线沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；α3为20°-40°；α3满足第三天线抬起高度高于锁紧释放机构高度；所述S904中，第三天线沿方位方向抬起速度为0.16°/s；所述S905中，第三天线沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第三天线沿俯仰方向抬起的过程为：第三天线绕y轴向-x方向运动；
第三天线沿方位方向抬起的过程为：第三天线绕x轴向+y方向运动。
在上述的一种一拖四分时展开天线控制方法，所述S1002中，第四天线的俯仰目标角度值为185.5756°，方位目标角度值为230.1553°；所述S1003中，第四天线沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；α4为20°-40°；α4满足第四天线抬起高度高于锁紧释放机构高度；所述S1004中，第四天线沿方位方向抬起速度为0.16°/s；所述S1005中，第四天线沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第四天线沿俯仰方向抬起的过程为：第四天线绕y轴向+x方向运动；
第四天线沿方位方向抬起的过程为：第四天线绕x轴向+y方向运动。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明中天线控制器的控制参数匹配4副天线，并通过该收发并用接口，遥测展开全过程状态信息，解决了4副天线分时展开控制过程中的软件指令序列匹配和遥测实时监控问题，避免重叠天线展开干涉；
(2)本发明解决了双重叠四口径天线在轨异步展开的技术难题，有效避免重叠天线展开干涉，消除了星上资源有限与多个天线展开的矛盾，提高了卫星资源的利用率；
(3)本发明设计了基于矩阵指令、矩阵遥测的继电器组合电路，实现了控制器加断电以及与四副天线步进电机、旋变变压器激磁信号的开关切换和开关状态检测，而且矩阵遥控、遥测完成控制器不带电切换，有效地解决常规离散指令和模拟遥测接入点过多，节点利用率低，遥控遥测电路繁冗，带电切换的问题；
(4)本发明以“一拖四”接口形式实现单台控制器同时连接四副天线，并通过分时分步的控制的方法展开四副天线，达到以前4台天线控制器的工作能力，解决了星上资源有限与多个天线展开的矛盾，有效的提高了卫星资源的利用率，应用范围广泛。
附图说明
图1为本发明卫星一拖四展开天线系统收拢状态示意图；
图2为本发明卫星一拖四展开天线系统展开状态示意图；
图3为本发明锁紧释放装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供一种一拖四分时展开天线控制方法，以“一拖四”接口形式实现单台控制器同时连接四副天线，并通过分时控制的方法依次展开四副天线。该方法首先根据重叠天线结构形式确定四副天线的展开顺序，然后解锁两副靠外侧的天线，并通过选通天线，分时展开第一天线1、第二天线2，再解锁另两副靠内侧的天线，分时展开第三天线3、第四天线4，每副天线展开步骤一样，具体天线选通和参数需对应设置，展开过程通过遥测全程监测；本发明解决了双重叠四口径天线在轨异步展开的技术难题，有效避免重叠天线展开干涉，消除了星上资源有限与多个天线展开的矛盾，提高了卫星资源的利用率。
一拖四分时展开天线控制方法，具体包括如下步骤：
S1、建立卫星一拖四展开天线系统；包括第一天线1、第二天线2、第三天线3、第四天线4和卫星5；如图1所示，第一天线1、第二天线2、第三天线3和第四天线4分别通过展开臂与卫星5侧壁连接；第一天线1和第三天线3通过展开臂设置在卫星5的一侧侧壁；第二天线2和第四天线4通过展开臂设置在卫星5的相对侧壁。其中，第三天线3通过展开臂折叠贴附在卫星5的侧壁；第一天线1通过展开臂折叠贴附在第三天线3的外侧；第四天线4通过展开臂折叠贴附在卫星5的侧壁；第二天线2通过展开臂折叠贴附在第四天线4的外侧；折叠完成后，第一天线1、第二天线2、第三天线3、第四天线4均通过锁紧释放机构与卫星5固连，实现限位；卫星5上设置有天线控制器，实现对各天线的展开控制；建立卫星本体坐标系oxyz；卫星本体坐标系oxyz的建立方法为：坐标系原点o位于卫星中心轴上靠主发动机处；+x方向垂直指向东舱板；+y方向垂直指向南舱板；+z方向垂直指向对地板。根据卫星本体坐标系oxyz确定各天线展开时的俯仰方向和方位方向：俯仰方向为天线绕卫星x轴展开方向；方位方向为天线绕卫星y轴展开方向。
S2、打开第一天线1和第二天线2对应的锁紧释放机构；如图3所示，卫星起爆对应锁紧释放机构上的火工品使其切断第一天线1和第二天线2的锁紧杆，锁紧释放装置上的弹簧片弹起天线，实现第一天线1和第二天线2的解锁；同时微动开关弹起，得到第一天线1和第二天线2的解锁状态，天线控制器在不加电状态下，将第一天线1和第二天线2的解锁状态发送至地面计算机；
S3、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第一次加电；
S4、第一天线1展开，具体包括如下步骤：
S401、天线控制器与第一天线1的展开臂导通，实现第一天线1的选通，其余天线不选通。
S402、解除第一天线1的限位，设置第一天线1展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；第一天线1的俯仰目标角度值为174.0564°，方位目标角度值为84.1251°。设置第一天线1的初始状态参数，如表1所示。
表1
注：(h)表示16进制数，(b)表示二进制数，全文中均采用此标识区别。
1)限位功能使能指令码设置原则
①B1为指令识别码，B1＝P1011000(b)，P为B1～B4字节的奇校验和(所有指令码B1均为指令识别码，首位均与之相同)；
②B2为限位控制字：
B2.D7D6D5D4为限位使能/禁止标志位，D7D6D5D4＝0000(b)限位禁止；
B2.D3D2D1 D0为天线选通位，D3D2D1D0＝0001(b)选通天线1(0000/天线3，0010/天线4，0011/天线2)。
③B3B4为限位功能使能指令码识别常数，B3B4＝6600(h)。
2)天线1方位/俯仰相对角指令码设置原则
④B1＝P1001000(b)代表方位指令码，B1＝P1111000(b)代表俯仰指令码；
⑤B2为控制字：
B2.D7D6为转动模式设置位，B2.D7D6＝01(b)/开环(10/闭环)；
B2.D5D4为方向位，B2.D5D4＝01(b)/开环正转(00/闭环，10/开环反转)；
B2.D3D2为电机运行后状态位，B2.D3D2＝01(b)/加电保持(10/断电保持)；
B2.D1D0为天线选通位，D1 D0＝01(b)/天线1(00/天线3，10/天线4，11/天线2)
⑥B3B4为相对角设置：
闭环：B3B4为16位有符号数(范围-180°～180°)，首位为符号位(0/+，1/-)B3B4＝0001(h)代表+1LSB,B3B4＝FFFF(h)代表-1LSB,1LSB＝180°/32768；
开环：B3B4为转动步数，B3B4＝0001(h)代表1步＝1.8°/100/8＝0.00225°。
3)天线1方位/俯仰启动/停转指令码设置原则
④B1＝P1011000(b)，方位轴/俯仰轴的启动/停转指令码一致；
⑤B2为速度设置字：
B2.D7D6D5D4为转动速度设置位，B2.D7D6D5D4＝0000(b)表示速度为0.01°/s(0011/0.04°/s,1111/0.16°/s，)；
B2.D3D2为方位/俯仰轴选通，B2.D3D2＝01(b)/方位轴(10/俯仰轴)；
B2.D1D0为天线选通位，D1D0＝01(b)/选通天线1(00/天线3，10/天线4，11/天线2)
⑥B3B4为方位/俯仰启动/停转指令码识别常数；
方位轴启动B3B4＝5500(h)；方位轴停转B3B4＝AA00(h)；俯仰轴启动B3B4＝55FF(h)；俯仰轴停转B3B4＝AAFF(h)；。
4)注入天线1目标角指令码设置原则
①B1＝P1001000(b)/方位目标角注入指令码，B1＝P1111000(b)/俯仰目标角注入指令码；
②B2为天线选通
B2＝01(h)/方位轴天线1(00/天线3，02/天线4，03/天线2)；
B2＝FD(h)/俯仰轴天线1(FC/天线3，FE/天线4，FF/天线2)。
③B3B4为注入的目标角，代表16位无符号整型数(范围0°～360°)，LSB为360°/65536。
S403、第一天线1沿俯仰方向低速抬起至α1角度；第一天线1沿俯仰方向抬起速度为0.04°/s；α1为10°-20°；α1满足第一天线1抬起高度高于锁紧释放机构高度。设置原则和设置内容如表2：
表2
S404、第一天线1沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；第一天线1沿方位方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表3：
表3
S405、第一天线1沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；第一天线1沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表4：
表4
第一天线1沿俯仰方向抬起的过程为：第一天线1绕y轴向-x方向运动；第一天线1沿方位方向抬起的过程为：第一天线1绕x轴向-y方向运动。
S406、第一天线1断电。断电指令如表5所示，
表5
S407、天线控制器与第一天线1的展开臂断开，第一天线1展开完毕；
S5、第二天线2展开，具体包括如下步骤：
S501、天线控制器与第二天线2的展开臂导通，实现第二天线2的选通，其余天线不选通；
S502、解除第二天线2的限位，设置第二天线2展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；第二天线2的俯仰目标角度值为354.4429°，方位目标角度值为320.3158°。指令执行序列如表6：
表6
S503、第二天线2沿俯仰方向低速抬起至α2角度；第二天线2沿俯仰方向抬起速度为0.04°/s；α2为10°-20°；α2满足第二天线2抬起高度高于锁紧释放机构高度。设置原则和设置内容如表7：
表7
S504、第二天线2沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；第二天线2沿方位方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表8：
表8
S505、第二天线2沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；第二天线2沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表9：
表9
第二天线2沿俯仰方向抬起的过程为：第二天线2绕y轴向+x方向运动；第二天线2沿方位方向抬起的过程为：第一天线1绕x轴向-y方向运动。
S506、第二天线2断电；断电指令执行序列为表10：
表10
S507、天线控制器与第二天线2的展开臂断开，第二天线2展开完毕；
S6、天线控制器第一次断电；
S7、打开第三天线3和第四天线4对应的锁紧释放机构；实现第三天线3和第四天线4的解锁；天线控制器在不加电状态下，将第三天线3和第四天线4的解锁状态发送至地面计算机；
S8、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第二次加电；
S9、第三天线3展开，具体包括如下步骤：
S901、天线控制器与第三天线3的展开臂导通，实现第三天线3的选通，其余天线不选通；
S902、解除第三天线3的限位，设置第三天线3展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；第三天线3的俯仰目标角度值为3.2904°，方位目标角度值为38.8092°。指令执行序列如表11：
表11
S903、第三天线3沿俯仰方向高速抬起至α3角度；第三天线3沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；α3为20°-40°；α3满足第三天线3抬起高度高于锁紧释放机构高度。设置原则和设置内容如表12：
表12
S904、第三天线3沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；第三天线3沿方位方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表13：
表13
S905、第三天线3沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；第三天线3沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表14：
表14
第三天线3沿俯仰方向抬起的过程为：第三天线3绕y轴向-x方向运动；第三天线3沿方位方向抬起的过程为：第三天线3绕x轴向+y方向运动。
S906、第三天线3断电；断电指令执行序列如表15：
表15
S907、天线控制器与第三天线3的展开臂断开，第三天线3展开完毕；
S10、第四天线4展开，具体包括如下步骤：
S1001、天线控制器与第四天线4的展开臂导通，实现第四天线4的选通，其余天线不选通；
S1002、解除第四天线4的限位，设置第四天线4展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；第四天线4的俯仰目标角度值为185.5756°，方位目标角度值为230.1553°。指令执行序列如表16：
表16
S1003、第四天线4沿俯仰方向高速抬起至α4角度；第四天线4沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；α4为20°-40°；α4满足第四天线4抬起高度高于锁紧释放机构高度。设置原则和设置内容如表17：
表17
S1004、第四天线4沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；第四天线4沿方位方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表18：
表18
S1005、第四天线4沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；第四天线4沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s。设置原则和设置内容如表19：
表19
第四天线4沿俯仰方向抬起的过程为：第四天线4绕y轴向+x方向运动；第四天线4沿方位方向抬起的过程为：第四天线4绕x轴向+y方向运动。
S1006、第四天线4断电；断电指令执行序列如表20：
表20
S1007、天线控制器与第四天线4的展开臂断开，第四天线4展开完毕；
S11、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第二次断电；天线展开结束，如图2所示。
本发明以“一拖四”接口形式实现单台控制器同时连接四副天线，并通过分时控制的方法展开四副天线，达到以前4台天线控制器的工作能力。设计了基于UART内总线接口的控制软件算法，实现了设置软件控制参数匹配4副天线，并通过该收发并用接口，遥测展开全过程状态信息，设计了基于矩阵指令、矩阵遥测的继电器组合电路，实现了控制器加断电以及与四副天线步进电机、旋变变压器激磁信号的开关切换和开关状态检测，而且矩阵遥控、遥测完成控制器不带电切换。该展开天线控制方法解决了常规离散指令和模拟遥测接入点过多，节点利用率低，遥控遥测电路繁冗，带电切换的问题，有效避免重叠天线展开干涉问题，解决了星上资源有限与多个天线展开的矛盾，有效的提高了卫星资源的利用率，应用范围广泛。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (5)
1.一种一拖四分时展开天线控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、建立卫星一拖四展开天线系统；包括第一天线(1)、第二天线(2)、第三天线(3)、第四天线(4)和卫星(5)；第一天线(1)、第二天线(2)、第三天线(3)和第四天线(4)分别通过展开臂与卫星(5)侧壁连接；第三天线(3)通过展开臂折叠贴附在卫星(5)的侧壁；第一天线(1)通过展开臂折叠贴附在第三天线(3)的外侧；第四天线(4)通过展开臂折叠贴附在卫星(5)的侧壁；第二天线(2)通过展开臂折叠贴附在第四天线(4)的外侧；折叠完成后，第一天线(1)、第二天线(2)、第三天线(3)、第四天线(4)均通过锁紧释放机构与卫星(5)固连，实现限位；卫星(5)上设置有天线控制器，实现对各天线的展开控制；建立卫星本体坐标系oxyz；根据卫星本体坐标系oxyz确定各天线展开时的俯仰方向和方位方向；
S2、打开第一天线(1)和第二天线(2)对应的锁紧释放机构；实现第一天线(1)和第二天线(2)的解锁；天线控制器在不加电状态下，将第一天线(1)和第二天线(2)的解锁状态发送至地面计算机；
S3、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第一次加电；
S4、第一天线(1)展开，具体包括如下步骤：
S401、天线控制器与第一天线(1)的展开臂导通，实现第一天线(1)的选通，其余天线不选通；
S402、解除第一天线(1)的限位，设置第一天线(1)展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；所述S402中，第一天线(1)的俯仰目标角度值为174.0564°，方位目标角度值为84.1251°；
S403、第一天线(1)沿俯仰方向低速抬起至α1角度；所述S403中，第一天线(1)沿俯仰方向抬起速度为0.04°/s；α1为10°-20°；α1满足第一天线(1)抬起高度高于锁紧释放机构高度；
S404、第一天线(1)沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；所述S404中，第一天线(1)沿方位方向抬起速度为0.16°/s；
S405、第一天线(1)沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；所述S405中，第一天线(1)沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第一天线(1)沿俯仰方向抬起的过程为：第一天线(1)绕y轴向-x方向运动；
第一天线(1)沿方位方向抬起的过程为：第一天线(1)绕x轴向-y方向运动；
S406、第一天线(1)断电；
S407、天线控制器与第一天线(1)的展开臂断开，第一天线(1)展开完毕；
S5、第二天线(2)展开，具体包括如下步骤：
S501、天线控制器与第二天线(2)的展开臂导通，实现第二天线(2)的选通，其余天线不选通；
S502、解除第二天线(2)的限位，设置第二天线(2)展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；所述S502中，第二天线(2)的俯仰目标角度值为354.4429°，方位目标角度值为320.3158°；
S503、第二天线(2)沿俯仰方向低速抬起至α2角度；所述S503中，第二天线(2)沿俯仰方向抬起速度为0.04°/s；α2为10°-20°；α2满足第二天线(2)抬起高度高于锁紧释放机构高度；
S504、第二天线(2)沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；所述S504中，第二天线(2)沿方位方向抬起速度为0.16°/s；
S505、第二天线(2)沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；所述S505中，第二天线(2)沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第二天线(2)沿俯仰方向抬起的过程为：第二天线(2)绕y轴向+x方向运动；
第二天线(2)沿方位方向抬起的过程为：第一天线(1)绕x轴向-y方向运动；
S506、第二天线(2)断电；
S507、天线控制器与第二天线(2)的展开臂断开，第二天线(2)展开完毕；
S6、天线控制器第一次断电；
S7、打开第三天线(3)和第四天线(4)对应的锁紧释放机构；实现第三天线(3)和第四天线(4)的解锁；天线控制器在不加电状态下，将第三天线(3)和第四天线(4)的解锁状态发送至地面计算机；
S8、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第二次加电；
S9、第三天线(3)展开，具体包括如下步骤：
S901、天线控制器与第三天线(3)的展开臂导通，实现第三天线(3)的选通，其余天线不选通；
S902、解除第三天线(3)的限位，设置第三天线(3)展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；
S903、第三天线(3)沿俯仰方向高速抬起至α3角度；
S904、第三天线(3)沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；
S905、第三天线(3)沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；
S906、第三天线(3)断电；
S907、天线控制器与第三天线(3)的展开臂断开，第三天线(3)展开完毕；
S10、第四天线(4)展开，具体包括如下步骤：
S1001、天线控制器与第四天线(4)的展开臂导通，实现第四天线(4)的选通，其余天线不选通；
S1002、解除第四天线(4)的限位，设置第四天线(4)展开到位的俯仰目标角度值和方位目标角度值；
S1003、第四天线(4)沿俯仰方向高速抬起至α4角度；
S1004、第四天线(4)沿方位方向高速抬起至方位目标角度值；
S1005、第四天线(4)沿俯仰方向高速抬起至俯仰目标角度值；
S1006、第四天线(4)断电；
S1007、天线控制器与第四天线(4)的展开臂断开，第四天线(4)展开完毕；
S11、地面计算机向天线控制器发送加电指令，天线控制器第二次断电；天线展开结束。
2.根据权利要求1所述的一种一拖四分时展开天线控制方法，其特征在于：所述S1中，第一天线(1)和第三天线(3)通过展开臂设置在卫星(5)的一侧侧壁；第二天线(2)和第四天线(4)通过展开臂设置在卫星(5)的相对侧壁。
3.根据权利要求2所述的一种一拖四分时展开天线控制方法，其特征在于：所述S1中，卫星本体坐标系oxyz的建立方法为：坐标系原点o位于卫星中心轴上靠主发动机处；+x方向垂直指向东舱板；+y方向垂直指向南舱板；+z方向垂直指向对地板；
俯仰方向为天线绕卫星x轴展开方向；
方位方向为天线绕卫星y轴展开方向。
4.根据权利要求3所述的一种一拖四分时展开天线控制方法，其特征在于：所述S902中，第三天线(3)的俯仰目标角度值为3.2904°，方位目标角度值为38.8092°；所述S903中，第三天线(3)沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；α3为20°-40°；α3满足第三天线(3)抬起高度高于锁紧释放机构高度；所述S904中，第三天线(3)沿方位方向抬起速度为0.16°/s；所述S905中，第三天线(3)沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第三天线(3)沿俯仰方向抬起的过程为：第三天线(3)绕y轴向-x方向运动；
第三天线(3)沿方位方向抬起的过程为：第三天线(3)绕x轴向+y方向运动。
5.根据权利要求4所述的一种一拖四分时展开天线控制方法，其特征在于：所述S1002中，第四天线(4)的俯仰目标角度值为185.5756°，方位目标角度值为230.1553°；所述S1003中，第四天线(4)沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；α4为20°-40°；α4满足第四天线(4)抬起高度高于锁紧释放机构高度；所述S1004中，第四天线(4)沿方位方向抬起速度为0.16°/s；所述S1005中，第四天线(4)沿俯仰方向抬起速度为0.16°/s；
第四天线(4)沿俯仰方向抬起的过程为：第四天线(4)绕y轴向+x方向运动；
第四天线(4)沿方位方向抬起的过程为：第四天线(4)绕x轴向+y方向运动。
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| CN202011364638.5A CN112563762B (zh) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 一种一拖四分时展开天线控制方法 |
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