[发明专利]一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通天线稳定跟踪方法

权利要求书

1.一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通天线稳定跟踪方法，其特征在于：包括下列步骤：

①将惯性系统测量的基座角速率信息通过坐标转换得到天线坐标系下的角速率信息其中：

ω‾a=Cba×ω‾b]]>

θ_a，γ_a，分别为基座坐标系相对于天线坐标系的俯仰角、横滚角、方位角；

②将作为指令角，对天线进行第一级稳定跟踪控制，其中ω‾a=ωaxωayωazT,ωax,ωay,ωaz]]>分别为天线坐标系俯仰轴、极化轴、方位轴的运动角速度；

③通过惯性/GNSS组合导航系统输出的俯仰角θ_b、γ_b、计算天线面为对准卫星需要的俯仰指令角θ_p，极化指令角γ_p、方位指令角

④将步骤③计算得到俯仰指令角θ_p，极化指令角γ_p、方位指令角作为控制指令，控制电机驱动天线面，对天线进行第二级稳定跟踪控制，使得天线面能够对准卫星；

⑤在上述稳定的基础上，通过天线面主动扫描运动及信号峰值识别技术，卫星信号接收机可以计算得到当前天线面偏离卫星的方位角和俯仰角Δθ_p，将两个偏角作为控制指令，对天线面的方位角、俯仰角进行修正控制，完成第三级的稳定跟踪控制；

⑥通过以及Δθ_p修正后得到了正确的方位指令角和俯仰指令角θ′_p，通过坐标反变换，可以反推得到惯导系统的俯仰、横滚、方位角修正指令Δθ_b、Δγ_b、并计算得到正确的惯导俯仰、横滚、方位角为：

θ′_b＝θ_b+Δθ_b

γ′_b＝γ_b+Δγ_b

重复执行步骤①-⑥，可实现对天线的稳定跟踪控制。

2.一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通天线稳定跟踪方法，其特征在于：所述步骤⑤天线面主动扫描运动及信号峰值识别技术的实现方法为：

1)当天线面完全对准卫星时，天线接收到的信号的强度最大，当天线面的方位角、俯仰角偏离卫星一定角度时，天线接收到的信号的强度将有所减弱，控制天线面的方位轴、俯仰轴在一定范围内做扫描运动，记录扫描过程中天线接收到的卫星信号的强度，可以建立天线面俯仰、方位轴偏离角与信号强度之间的函数关系：

式中，V^max表示天线面对准卫星时最大的卫星信号强度值，V表示当前状态下卫星信号强度值，表示方位偏角引起的卫星信号强度的下降值；f₂(Δθ)表示俯仰偏角Δθ引起的卫星信号强度的下降值；

2)控制天线面绕其方位轴和俯仰轴在空间内按一定的规律运动，其运动规律为：

ωtrackx=ω0×sin2πft]]>

ωtrackz=ω0×cos2πft]]>

式中，分别为天线面俯仰轴、方位轴的扫描运动角速度，ω₀为俯仰方向、方位方向扫描运动的最大角速度，f为天线面扫描运动的频率；

3)记录天线面扫描运动过程中的卫星信号强度V以及对应的扫描运动角Δθ和并可以建立对应关系如下：

4)根据步骤2)可知，Δθ和相位相差90°，当|Δθ|最大时，为0；当最大时，Δθ为0；根据步骤1)，定义在为0时，Δθ正向最大时的信号强度为Δθ负向最大时的信号强度为在Δθ为0时，正向最大时的信号强度为负向最大时的信号强度为

5)将代入步骤1)所述的天线面俯仰、方位轴偏离角与信号强度之间的函数关系，可以计算得到天线面与卫星的偏离角Δθ和的值。