[实用新型]一种车载卫星通信伺服系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种车载卫星通信伺服系统，特别是涉及一种适用于无源跟踪的车载卫星通信伺服系统，例如CDMA制式的车载卫星通信伺服系统。

背景技术

在地面上固定的卫星天线通信系统，只需要调整天线对准卫星就可方便的进行通信，可是在运动的汽车或轮船上时，由于道路的颠簸、天线载体的转向，天线就不能准确的对到卫星，无法正常接收卫星信号，因此需要一种移动设备上与卫星稳定通信的“动中通”技术。“动中通”技术的关键是快速、稳定、可靠的伺服系统。其核心是构造一个稳定平台，使运动载体上的天线能够不受外界扰动的影响，始终保持天线的空间指向不变。

现有的“动中通”跟踪指向主要分为有源跟踪和无源跟踪两种方式，或者这二者的结合。有源跟踪是指利用通信对方的信号相位、强度变化等信息来进行跟踪；无源跟踪是指跟踪时不需要通信对方的通信信号，而是利用自身载体上安装的载体姿态、方位、地理位置等传感器来感知载体姿态方位的变化，然后根据这些变化再实时修正天线的位置从而实现对卫星的跟踪。然而，传统的车载卫星通信伺服系统具有系统结构复杂、响应速度慢、跟踪精度低和跟踪失败后需要重新捕获、通信效率低等缺点，不能适用于CDMA制式的车载卫星通信系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有车载卫星通信伺服系统的不足，提供一种新型的车载卫星通信伺服系统，克服传统车载卫星通信伺服系统结构复杂、响应速度慢、跟踪精度低和跟踪失败后需要重新捕获、通信效率低等缺点。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种车载卫星通信伺服系统，它包括控制器、导航系统、方位调节装置和俯仰角度调节装置，所述的方位调节装置包括方位电机驱动器、方位电机、方位传动机构、方位码盘、方位零位传感器，所述的俯仰角度调节装置包括俯仰电机驱动器、俯仰电机、俯仰传动机构、俯仰码盘、俯仰限位及零位传感器；控制器设有至少五个信号采集接口和至少两个驱动接口，控制器通过其两个驱动接口分别与方位电机驱动器和俯仰电机驱动器连接，方位电机驱动器与方位电机相连，方位电机与方位传动机构连接，俯仰电机驱动器与俯仰电机相连，俯仰电机与俯仰传动机构连接；控制器通过其五个信号采集接口分别与导航系统、方位码盘、俯仰码盘、方位零位传感器和俯仰限位及零位传感器连接。 

本实用新型采用一种新型的“姿态方位组合导航系统”来获取车辆的实时姿态及位置信息，在GPS信号良好时采用双GPS方案获取车辆的姿态信息，当GPS信号不良或丢失时，切换到惯性导航方式，仍然能保持良好的导航精度。

本实用新型的有益效果是：结构简单、响应速度快、跟踪精度高，且跟踪失败后无需重新捕获，车载终端与卫星的通信效率大大提高。 

附图说明

图1为本实用新型系统组成框图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案：如图1所示，一种车载卫星通信伺服系统，它包括控制器、导航系统、方位调节装置和俯仰角度调节装置，所述的方位调节装置包括方位电机驱动器、方位电机、方位传动机构、方位码盘、方位零位传感器，所述的俯仰角度调节装置包括俯仰电机驱动器、俯仰电机、俯仰传动机构、俯仰码盘、俯仰限位及零位传感器；控制器设有五个信号采集接口和两个驱动接口，控制器通过其两个驱动接口分别与方位电机驱动器和俯仰电机驱动器连接，方位电机驱动器与方位电机相连，方位电机与方位传动机构连接，俯仰电机驱动器与俯仰电机相连，俯仰电机与俯仰传动机构连接；控制器通过其五个信号采集接口分别与导航系统、方位码盘、俯仰码盘、方位零位传感器和俯仰限位及零位传感器连接。

本实用新型的工作原理如下：控制器通过信号采集接口采集到导航系统传来的载体方位姿态信号，结合卫星的轨道参数计算出卫星相对于载体的方位角与俯仰角，同时控制器通过编码器获取天线相对于载体的方位角与俯仰角，并计算出天线方位、俯仰角与卫星方位、俯仰角之间的差值，经过控制器处理后转化为方位电机和俯仰电机的驱动信号，驱动信号通过控制器的两个驱动接口分别发送给方位电机和俯仰电机，带动天线指向卫星，同时电机的动作通过传动机构传送到码盘上，这样，控制器可以实时获得天线的实时方位角与俯仰角； 方位零位传感器可以让系统初始化时确定天线相对于载体的方位角的零位位置，俯仰零位传感器可以让系统初始化时确定天线相对于载体的俯仰角的零位位置；而俯仰限位传感器则在天线俯仰运动到达最高或最低时触发，控制器在收到俯仰高限位触发信号时，则禁止天线继续向上运动，但向下运动不受影响，控制器在收到俯仰低限位触发信号时，则禁止天线继续向下运动，但向上运动不受影响，这样天线俯仰方向只能在设定的安全范围类运动，避免了因俯仰运动超出范围而收到机械上的损坏。方位传动机构还包括一个导电滑环，导电滑环的使用避免了天线在方位转动时连接线缆的缠绕，可以让天线在方位上连续无限制的转动，而不影响整个系统的电源供给及信号传输，这样在使用中就不会因为天线方位转动到限制位置而导致的通信的中断。