[发明专利]快恢复型动中通的动中对星方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种快恢复型动中通的动中对星方法，属于惯性导航、天线伺服跟踪和卫星通信技术领域。

背景技术

“动中通”一词是“动中不间断卫星通信系统”的简称，是一个意义比较广泛的词，本申请文件中所指“动中通”是指适合汽车移动环境，在汽车移动的过程中，能够保证卫星通信天线电轴精确对准同步卫星的天线跟踪平台。在此平台上可以实现载体移动过程中宽带卫星通信、传输视频图像、语音或/和数据信息。

动中对星是指当动中通车在运动过程中由于外界干扰或者长时间遮挡或者遭遇停电等原因造成信号中断、天线偏离卫星，而又无法停车进行静态对星时，要求动中通车在运动中自动重新对准卫星并实时跟踪；当紧急情况发生时，由于应急的要求，没有作静态对准、静态找星等工作的时间，要求动中通车在运动中快速自动完成惯导对准、天线对星等功能，保障在应急情况下移动卫星通信的畅通。现有技术中，一般动中通车都是在静态下对星，运动中跟踪。

快恢复型动中通的动中对星方法是指在运动中找星，和在运动中跟踪。目前，国内外在移动载体的宽带、大容量不间断卫星通信系统方面的研制手段较多，而且应用也逐渐广泛。但是，目前应用的移用卫星通信产品一般都是在静态对星后动态跟踪，个别单位也开展了动态对星的方法研究，由于技术复杂，所以在此技术的研究上还存在不少缺陷，而且基本上无法达到实用的状态。

移用卫星通信系统对卫星的实时跟踪，依靠惯导组合给出载体的姿态数据完成。惯导系统的初始姿态角度一般是通过测量地球自转和地球当地的重力加速度得出的，即惯导系统的静态初始对准，在惯导系统初始对准完成后就可以在动态条件下实时提供姿态信息给控制系统控制天线跟踪卫星。由于惯导初始对准要求精确测定地球自转角速率和地球重力加速度，所以惯导快速自对准一般都是采用静基座对准的方法。惯导在动态条件下完成初始对准需要做大量的数字滤波和误差修正功能，一般情况下完成动态对准至少需要15分钟以上。载体在运动过程中，如果由于长时间遮挡或者干扰信号造成掉星后，控制系统采用传统的找星方式在运动中对星时，载体的运动相当于给控制系统一个很大的干扰量，使控制系统重新找星的过程很长，甚至一直无法重新找到卫星。总之，目前在载体运动中快速对准和快速对星目前是动中通快速响应需要解决的一大难题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种当移动卫星通信系统在运动中出现信号中断、断电重启或应急情况下，要求快速对星、无准备时间进行静态对星等情况时保障系统能够快速运动中对星，大大加强系统快速反应能力的快恢复型动中通的动中对星方法。

本发明的目的是这样实现的：本发明涉及的快恢复型动中通的动中对星方法，通过引入高精度GPS信息，用GPS的速度位置等信息作为惯导系统的参考量，与惯导系统进行信息融合解算；在原有静态对准动态跟踪的基础上增加动基座对准技术，即载车在运动状态下，通过陀螺和加速度计等传感器的综合计算，解算出载车相对真北向的方位角和相对水平面的姿态角；并采用闭环极值扫描技术，实现动态环境下对卫星的捕获并锁定，使天线在动态环境中保持稳定。

现有技术的动中通系统采用的是静中对星，运动中跟踪；本发明增加了动中对星的功能。由于快恢复型动中通在应急或者在车队内掉星，又无法停车静态对星等情况下，要求动中通车必须具有运动中找星的功能。动中找星包括两种情况，一种是行进中由于干扰或者长时间遮挡等原因掉星，此时惯导工作正常，控制系统在运动中自动完成快速重新对星；另一种情况是无静态对星的准备时间或者由于行进中断电等原因要求惯导上电启动，此时就要求惯导系统完成运动中动基座对准后控制系统在运动中自动完成快速重新对星。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

(1)采用激光惯导快速动基座对准技术，可以在应急情况下在运动中对系统加电，自动完成惯导系统的动基座对准功能。

(2)采用DSP高速数字控制技术，克服了系统动态响应时延，提高了控制系统在动态环境中跟踪的快速性和精确性。

(3)采用闭环极值扫描技术，实现了动态环境下对卫星的捕获并锁定，并使天线在动态环境中保持稳定。

(4)激光惯导快速动基座对准技术与高速数字控制技术、闭环极值扫描技术相结合实现了动中通系统的快速动中对星，大大提高了动中通系统的快速反应能力。

附图说明

图1是本发明快恢复型动中通惯导系统姿态定位原理图；

图2是本发明快恢复型动中通的动中对星方法的控制原理图；

图3是本发明中控制系统工作流程图；