CN113131215A - 动中通天线控制方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种动中通天线控制方法、装置及电子设备，涉及天线控制技术领域，其中，该方法包括：获取天线的载体位置和姿态数据，并将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，然后将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，最后根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动；其中，主闭环反馈控制的反馈输入为第一转动角速度，轴闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度和第二转动角速度。本申请提供的技术方案可以在主控制闭环中增加轴控制闭环，通过采用双闭环控制器结构提高整个动中通天线控制系统的控制精度。

Description

动中通天线控制方法、装置及电子设备

技术领域

本申请涉及天线控制技术，尤其涉及一种动中通天线控制方法、装置及电子设备，属于动中通天线控制技术领域。

背景技术

随着信息技术的快速发展，卫星通信的需求日益增多，其中就包括诸如汽车、飞行器以及船舶等移动平台的卫星通信需求，这促使动中通系统及相关技术也随之快速发展。

动中通系统实现通信的核心部件是动中通天线，动中通系统可以通过自动搜索和跟踪卫星，建立高效的通信链路，以实现移动平台不依赖运营商的网络通信需求。目前多数动中通天线采用两轴的结构，该结构是一种经济高效的解决方案，其通过方位转轴和俯仰转轴的动作可以扫描整个半球。但是，当天线俯仰角接近90°时，天线进入奇异点，这种情况下，方位转轴的动作无法改变天线的指向，天线跟踪卫星的精度就会变差，从而影响通信速率和稳定性。为了解决该问题，一种相关的方案是在两轴结构的基础之上加入第三个轴，即倾斜水平轴，在天线进入奇异点时，通过倾斜水平轴改变天线的倾斜水平，从而达到天线跟踪卫星的目的。

但是，与两轴结构相比三轴结构比较复杂，三个轴之间彼此存在一定耦合，原先两轴结构的控制方法在直接应用于三轴结构的时候难以保证控制精度。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种动中通天线控制方法、装置及电子设备，可以应用于三轴结构的动中通天线系统，并保证良好的控制精度。

为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种动中通天线控制方法，应用于三轴结构的动中通天线，动中通天线包括天线、方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴，该方法包括：

获取天线的载体位置和姿态数据；

将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，一级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，二级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动；

其中，主闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度，轴闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度和第二转动角速度，第一转动角速度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的实际转动角速度，第二转动角速度包括天线的实际转动角速度。

可选的，动中通天线还包括基座，将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，包括：

根据第一转动角速度和第二转动角速度确定轴速转换矩阵；

根据轴速转换矩阵将第二转动角速度转化为在基座的坐标系下的轴速率；

将轴速率和一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度。

可选的，根据第一转动角速度和第二转动角速度确定轴速转换矩阵，包括：

根据第一转动角速度确定方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值和倾斜水平轴的扰动值；

根据方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值、倾斜水平轴的扰动值和第二转动角速度，确定轴速转换矩阵。

可选的，轴速转换矩阵为：

其中，J_w表示轴速转换矩阵，

表示在基座坐标系下的第二转动角速度，ω_el表示俯仰轴的角速度，ω_cl表示倾斜水平轴的角速度，ω_az表示方位轴的角速度，

表示基座坐标系和方位轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示方位轴坐标系和倾斜水平轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示倾斜水平轴坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示基座坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，P表示倾斜水平轴的扰动值，Q表示俯仰轴的扰动值，R表示方位轴的扰动值，θ_az表示第二转动角速度对应的方位角，θ_cl表示第二转动角速度对应的倾斜角，θ_el表示第二转动角速度对应的俯仰角。

可选的，载体位置包括经度值、纬度值和高度值，姿态数据包括航向角、方位角和俯仰角。

可选的，主控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器；

轴控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器。

第二方面，本申请实施例提供一种动中通天线控制装置，应用于三轴结构的动中通天线，动中通天线包括天线、方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴，该装置包括：

获取模块，用于获取天线的载体位置和姿态数据；

主闭环模块，用于将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，一级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

轴闭环模块，用于将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，二级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

转动模块，用于根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动；

其中，主闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度，轴闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度和第二转动角速度，第一转动角速度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的实际转动角速度，第二转动角速度包括天线的实际转动角速度。

可选的，动中通天线还包括基座，轴闭环模块具体用于：

根据第一转动角速度和第二转动角速度确定轴速转换矩阵；

根据轴速转换矩阵将第二转动角速度转化为在基座的坐标系下的轴速率；

将轴速率和一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度。

可选的，轴闭环模块具体用于：

根据第一转动角速度确定方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值和倾斜水平轴的扰动值；

根据方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值、倾斜水平轴的扰动值和第二转动角速度，确定轴速转换矩阵。

可选的，轴速转换矩阵为：

其中，J_w表示轴速转换矩阵，

表示在基座坐标系下的第二转动角速度，ω_el表示俯仰轴的角速度，ω_cl表示倾斜水平轴的角速度，ω_az表示方位轴的角速度，

表示基座坐标系和方位轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示方位轴坐标系和倾斜水平轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示倾斜水平轴坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示基座坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，P表示倾斜水平轴的扰动值，Q表示俯仰轴的扰动值，R表示方位轴的扰动值，θ_az表示第二转动角速度对应的方位角，θ_cl表示第二转动角速度对应的倾斜角，θ_el表示第二转动角速度对应的俯仰角。

可选的，载体位置包括经度值、纬度值和高度值，姿态数据包括航向角、方位角和俯仰角。

可选的，主控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器；

轴控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器。

第三方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：存储器和处理器，存储器用于存储计算机程序；处理器用于在调用计算机程序时执行上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。

第五方面，本申请实施例提供一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与存储器耦合，处理器执行存储器中存储的计算机程序时实现上述第一方面或第一方面的任一实施方式所述的方法。

本申请实施例提供的一种动中通天线控制方法、装置及电子设备，可以获取天线的载体位置和姿态数据，并将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，然后将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，最后根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动；其中，主闭环反馈控制的反馈输入为第一转动角速度，轴闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度和第二转动角速度，第一转动角速度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的实际转动角速度，第二转动角速度为天线的实际转动角速度。本申请提供的技术方案可以在主控制闭环中增加轴控制闭环，通过采用双闭环控制器结构提高整个动中通天线控制系统的控制精度。

附图说明

图1为本申请实施例提供的动中通天线控制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的动中通天线的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的动中通天线控制系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的动中通天线的运动学模型示意图；

图5为本申请实施例提供的动中通天线控制装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面以具体地实施例对本申请的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

本申请实施例提供的动中通天线控制方法可以应用于计算机、笔记本或工作站等电子设备，本申请实施例对电子设备的具体类型不作任何限制。

图1为本申请实施例提供的动中通天线控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

S110、获取天线的载体位置和姿态数据。

本申请实施例提供的方法应用于三轴结构的动中通天线，请参照图2，图2为本申请实施例提供的动中通天线的结构示意图，该动中通天线可以包括天线1、极化轴2、俯仰轴3、倾斜水平轴4、方位轴5和基座6，其中，天线1用于接收卫星信号，极化轴2用于调整天线1的极化角度，基座6用于承载整个动中通天线，只有俯仰轴3、倾斜水平轴4和方位轴5用于控制天线跟踪卫星信号。因此，在本申请实施例提供的方法中主要涉及方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的控制。

动中通天线主要应用在可移动的载具中，例如，车辆、船舶和飞行器等。在启动动中通天线系统时，电子设备需要用户先手动输入或控制系统自动搜索卫星信号，在锁定卫星信号后，动中通天线开始接收卫星信号。由于动中通天线在应用中常常处于移动的状态，因此，动中通天线需要不断改变自己的指向，以持续跟踪卫星信号。地球同步卫星相对于地球表面处于静止状态，，所以，在控制动中通卫星指向的过程中主要的变化数据为载体的姿态。

为了持续跟踪卫星信号，电子设备可以持续获取天线的载体位置和姿态数据，其中，载体位置可以包括经度值、纬度值和高度值，姿态数据可以包括航向角、方位角和俯仰角。载体位置和姿态数据可以根据在动中通天线和载具中设置的陀螺仪、三轴加速度计和全球定位系统(Global Positioning System、GPS)等传感器测量的数据计算得到。

S120、将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度。

本申请实施例中采用双闭环控制结构，请参照图3，图3为本申请实施例提供的动中通天线控制系统的结构示意图，控制系统中包括一个主控制器和一个轴控制器，主控制器和轴控制器均可以是比例积分控制器(PI控制器)、比例积分微分控制器(PID控制器)或自抗扰控制器等，本申请实施例对此不作限定。

电子设备可以将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度主控制器。其中，一级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；主闭环反馈控制的反馈输入为第一转动角速度，第一转动角速度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的实际转动角速度。

具体的，方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴上均可以设置用于测量实际转动角速度的角速度传感器，并实时将测量的实际传动角速度反馈至主控制器中，主控制器可以根据反馈的实际传动角速度对一级目标角度进行补偿和调整。

S130、将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度。

在理论上，主控制器输出的一级目标角度可以直接用于控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动，但是，一级目标角度的精度较差，使用效果不够理想。因此，电子设备还可以将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到更为准确的二级目标角度。其中，二级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；轴闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度和第二转动角速度，第二转动角速度包括天线的实际转动角速度。

具体的，天线上还可以设置用于测量实际转动角速度的角速度传感器，并实时将测量的实际传动角速度反馈至轴控制器中，轴控制器可以根据测量的第一转动角速度和第二转动角速度对二级目标角度进行补偿和调整。

需要说明的是，轴控制器在对二级目标角度进行补偿和调整时，通常采用的方法是利用欧拉力矩方程组构造三轴稳定状态，通过计算三个轴之间的转矩和反转矩的关系，确定各轴的转动角速度。但是，在实际应用时，由于各轴控制的角度不同，特别是倾斜水平轴，倾斜水平轴在转动时可以同时改变方位角和俯仰角，因此，在采用欧拉力矩方程组的方法中，各轴的扭矩方程复杂且计算量大，增加了整个技术方案的实施难度。

为了解决在采用欧拉力矩方程组的方法中，各轴的扭矩方程复杂且计算量大的问题，在一种可能实现的方式中，本申请实施例采用了轴速转换矩阵，电子设备可以将天线的转动角速度转换为相对于基座的轴速率，再将轴速率作为轴闭环反馈控制的反馈输入，由于轴速率和轴转矩都是以轴为参考的数据，因此，这样可以简化扭矩方程组，进而解决因为各轴的转动状态不同，而导致的各轴的扭矩方程复杂的问题。

在建立轴速转换矩阵前，需要建立动中通天线的运动学模型。在一种可能实现的方式中，本申请实施例采用了DH矩阵的方法建立运动学模型。

首先，建立动中通天线的运动学模型图和DH参数表，请参照图4和表1，图4为本申请实施例提供的动中通天线的运动学模型示意图，表1为DH参数表。图4中包括6个坐标系(每个坐标系对应一个节点)，坐标系0为方向轴坐标系，坐标系1为方向轴与倾斜水平轴之间的参考点坐标系，坐标系2为倾斜水平轴坐标系，坐标系3为俯仰轴坐标系，坐标系4为极化轴坐标系，坐标系5为天线坐标系，坐标系6为天线参考点坐标系。β、l₁、l₂和l₃均是动中通天线的结构参数。

表1

其中，α_i表示Z_i-1到Z_i绕X_i旋转的角度，a_i表示Z_i-1到Z_i的偏离距离，d_i表示Z_i-1到Z_i沿X_i-1的距离，θ_i表示X_i-1到X_i绕Z_i-1旋转的角度。θ_az表示天线的方位角，θ_cl表示天线的倾斜角，θ_el表示天线的俯仰角，θ_pol表示天线的极化角。

然后，根据图4建立各坐标系之间的变换矩阵：

其中，

T₁₂＝cos r_ol·sin c_el·sin y_aw-cos c_el·sin r_ol

T₁₃＝sin c_el·sin r_ol+cos c_cl·cos r_ol·sin y_aw

T₂₂＝cos c_el·cos r_ol+sin r_ol·sin y_aw·sin c_el

T₂₃＝cos c_el·sin y_aw·sin r_ol-cos r_ol·sin r_ol

其中，

表示坐标系i-1到坐标系i的变换矩阵，p_x、p_y、p_z分别表示天线的三轴(X轴、Y轴、Z轴)位置信息，r_ol、y_aw、c_el分别表示天线的俯仰角、方位角和倾斜角。

以节点1为例，对(8)进行变换得：

根据公式(9)两端矩阵各元素对应相等，即可得出逆运动学解。

根据动中通天线的运动学模型，建立轴速转换矩阵：

其中，J_w表示轴速转换矩阵，

表示在基座坐标系下的第二转动角速度，ω_el表示俯仰轴的角速度，ω_cl表示倾斜水平轴的角速度，ω_az表示方位轴的角速度，

表示基座坐标系和方位轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示方位轴坐标系和倾斜水平轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示倾斜水平轴坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示基座坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，P表示倾斜水平轴的扰动值，Q表示俯仰轴的扰动值，R表示方位轴的扰动值，θ_az表示第二转动角速度对应的方位角，θ_cl表示第二转动角速度对应的倾斜角，θ_el表示第二转动角速度对应的俯仰角。

具体的，首先，电子设备可以根据第一转动角速度和第二转动角速度确定轴速转换矩阵的具体参数。其中，电子设备可以根据第一转动角速度确定方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值和倾斜水平轴的扰动值。扰动值为外界因素对各轴转动的影响，例如，振动、摩擦和传动精度等都有可能影响各轴的实际转动结果。扰动值可以根据相关算法进行估计，本申请实施例对此不作限定。电子设备可以根据方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值、倾斜水平轴的扰动值和第二转动角速度，确定轴速转换矩阵。

然后，电子设备可以根据轴速转换矩阵将第二转动角速度转化为在基座的坐标系下的轴速率。具体的，第二转动角速度可以表示为一列三行的矩阵，轴速转换矩阵可以和第二转动角速度的矩阵相乘，得到的新矩阵中包括了天线各角旋转角度在基座坐标系下的轴速率。

最后，电子设备可以将轴速率和一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度。

S140、根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动。

电子设备可以根据经过轴闭环反馈控制的二级目标角度，控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动，以使天线能够准确的跟踪卫星信号。

本申请实施例提供的一种动中通天线控制方法，可以获取天线的载体位置和姿态数据，并将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，然后将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，最后根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动；其中，主闭环反馈控制的反馈输入为第一转动角速度，轴闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度和第二转动角速度，第一转动角速度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的实际转动角速度，第二转动角速度为天线的实际转动角速度。本申请提供的技术方案可以在主控制闭环中增加轴控制闭环，通过采用双闭环控制器结构提高整个动中通天线控制系统的稳定性和控制精度。

基于同一发明构思，作为对上述方法的实现，本申请实施例提供了一种动中通天线控制装置，该装置实施例与前述方法实施例对应，为便于阅读，本装置实施例不再对前述方法实施例中的细节内容进行逐一赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。

图5为本申请实施例提供的动中通天线控制装置的结构示意图，如图5所示，本实施例提供的装置应用于三轴结构的动中通天线，动中通天线包括天线、方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴，该装置包括：

获取模块110，用于获取天线的载体位置和姿态数据；

主闭环模块120，用于将载体位置和姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，一级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

轴闭环模块130，用于将一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，二级目标角度包括方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

转动模块140，用于根据二级目标角度控制方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴进行转动；

其中，主闭环反馈控制的反馈输入为第一转动角速度，轴闭环反馈控制的反馈输入为第一转动角速度和第二转动角速度，第一转动角速度为方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴的实际转动角速度，第二转动角速度为天线的实际转动角速度。

可选的，动中通天线还包括基座，轴闭环模块130具体用于：

根据第一转动角速度和第二转动角速度确定轴速转换矩阵；

根据轴速转换矩阵将第二转动角速度转化为在基座的坐标系下的轴速率；

将轴速率和一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度。

可选的，轴闭环模块130具体用于：

根据第一转动角速度确定方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值和倾斜水平轴的扰动值；

根据方位轴的扰动值、俯仰轴的扰动值、倾斜水平轴的扰动值和第二转动角速度，确定轴速转换矩阵。

可选的，轴速转换矩阵为：

其中，J_w表示轴速转换矩阵，

表示在基座坐标系下的第二转动角速度，ω_el表示俯仰轴的角速度，ω_cl表示倾斜水平轴的角速度，ω_az表示方位轴的角速度，

表示基座坐标系和方位轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示方位轴坐标系和倾斜水平轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示倾斜水平轴坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示基座坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，P表示倾斜水平轴的扰动值，Q表示俯仰轴的扰动值，R表示方位轴的扰动值，θ_az表示第二转动角速度对应的方位角，θ_cl表示第二转动角速度对应的倾斜角，θ_el表示第二转动角速度对应的俯仰角。

可选的，载体位置包括经度值、纬度值和高度值，姿态数据包括航向角、方位角和俯仰角。

可选的，主控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器等；

轴控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器等。

本实施例提供的动中通天线控制装置可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种电子设备。图6为本申请实施例提供的电子设备的结构示意图，如图6所示，本实施例提供的电子设备包括：存储器21和处理器20，存储器21用于存储计算机程序；处理器20用于在调用计算机程序22时执行上述方法实施例所述的方法。

本实施例提供的电子设备可以执行上述方法实施例，其实现原理与技术效果类似，此处不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例所述的方法。

本申请实施例还提供一种芯片系统，芯片系统包括处理器，处理器与存储器耦合，处理器执行存储器中存储的计算机程序时实现上述方法实施例所述的方法。

上述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读存储介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/终端设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不可以是电载波信号和电信信号。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种动中通天线控制方法，其特征在于，应用于三轴结构的动中通天线，所述动中通天线包括天线、方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴，所述方法包括：

获取所述天线的载体位置和姿态数据；

将所述载体位置和所述姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，所述一级目标角度包括所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

将所述一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，所述二级目标角度包括所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

根据所述二级目标角度控制所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴进行转动；

其中，所述主闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度，所述轴闭环反馈控制的反馈输入包括所述第一转动角速度和第二转动角速度，所述第一转动角速度包括所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴的实际转动角速度，所述第二转动角速度包括所述天线的实际转动角速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述动中通天线还包括基座，所述将所述一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，包括：

根据所述第一转动角速度和所述第二转动角速度确定轴速转换矩阵；

根据所述轴速转换矩阵将所述第二转动角速度转化为在所述基座的坐标系下的轴速率；

将所述轴速率和所述一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到所述二级目标角度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一转动角速度和所述第二转动角速度确定轴速转换矩阵，包括：

根据所述第一转动角速度确定所述方位轴的扰动值、所述俯仰轴的扰动值和所述倾斜水平轴的扰动值；

根据所述方位轴的扰动值、所述俯仰轴的扰动值、所述倾斜水平轴的扰动值和所述第二转动角速度，确定所述轴速转换矩阵。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述轴速转换矩阵为：

其中，J_w表示轴速转换矩阵，

表示在所述基座坐标系下的第二转动角速度，ω_el表示所述俯仰轴的角速度，ω_cl表示所述倾斜水平轴的角速度，ω_az表示所述方位轴的角速度，

表示所述基座坐标系和方位轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示所述方位轴坐标系和倾斜水平轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示所述倾斜水平轴坐标系和俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，

表示所述基座坐标系和所述俯仰轴坐标系之间的旋转矩阵，P表示所述倾斜水平轴的扰动值，Q表示所述俯仰轴的扰动值，R表示所述方位轴的扰动值，θ_az表示所述第二转动角速度对应的方位角，θ_cl表示所述第二转动角速度对应的倾斜角，θ_el表示所述第二转动角速度对应的俯仰角。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体位置包括经度值、纬度值和高度值，所述姿态数据包括航向角、方位角和俯仰角。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述主控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器；

所述轴控制器包括比例积分控制器、比例积分微分控制器或自抗扰控制器。

7.一种动中通天线控制装置，其特征在于，包括：应用于三轴结构的动中通天线，所述动中通天线包括天线、方位轴、俯仰轴和倾斜水平轴，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述天线的载体位置和姿态数据；

主闭环模块，用于将所述载体位置和所述姿态数据输入至主控制器中进行主闭环反馈控制，得到一级目标角度，所述一级目标角度包括所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

轴闭环模块，用于将所述一级目标角度输入至轴控制器中进行轴闭环反馈控制，得到二级目标角度，所述二级目标角度包括所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴用于跟踪卫星信号的旋转角度；

转动模块，用于根据所述二级目标角度控制所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴进行转动；

其中，所述主闭环反馈控制的反馈输入包括第一转动角速度，所述轴闭环反馈控制的反馈输入包括所述第一转动角速度和第二转动角速度，所述第一转动角速度包括所述方位轴、所述俯仰轴和所述倾斜水平轴的实际转动角速度，所述第二转动角速度包括所述天线的实际转动角速度。

8.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器用于存储计算机程序；所述处理器用于在调用所述计算机程序时执行如权利要求1-6任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

10.一种芯片系统，其特征在于，所述芯片系统包括处理器，所述处理器与存储器耦合，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，以实现如权利要求1-6任一项所述的方法。

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