[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种动中通天线稳定跟踪方法，特别是一种惯性/GNSS/卫星信标组合式动中通天线稳定跟踪方法。

背景技术

动中通是利用地球同步卫星作为中继，可以在移动载体(运动中的车、船等)之间实现实时、高带宽、不间断地传递图像、视频、话音等多媒体信息，是卫星通信业最具前景的发展方向。

动中通的关键技术在于天线平台的稳定和跟踪技术，这是一个复杂的多学科的技术密集综合体，它包含了惯性导航技术、数据采集及信号处理技术、精密机械设计技术、精密机械运动学、伺服控制技术、卫星通信技术和系统工程等多项技术。这类稳定跟踪系统是机电一体化、自动控制技术为主体，是多学科有机结合的产物。

国外从七十年代就开始致力于移动卫星通信的研究，其中美国、日本和加拿大处于领先地位。据了解，美日等国早已研制出移动卫星电视接收系统，将天线平台的稳定跟踪技术应用于商业领域，如美国的许多商用游艇、日本的新干线子弹头火车、福特的汽车、波音公司的飞机上等都装备了移动卫星电视接收系统。

国外的动中通设备发展更为迅速，如美国格鲁曼公司、KVH公司、海洋通信(Sea Tel)公司、日本NHK公司的海事卫星车载站、船载站、机载站等已经是推向市场的相当稳定的产品，广泛应用于商用和军用领域。国外的动中通设备虽然具有质量可靠、性能稳定等优点，但存在几个不可避免的问题：(1)、技术方案一般采用传统的稳控方案，系统选用较高成本的惯性器件，系统的控制精度完全依赖于惯性器件的精度，一般需要选用光纤或者激光惯性导航系统，系统的成本很难得到控制；同时，由于进口关税以及代理商的中间利润，使得用户采购的价格往往较高，一般的用户很难承受其销售价格，因此无法大面积推广使用；(2)、国外产品涉及到进口，产品的供货时间和供货数量无法得到保障，同时，产品的技术支持以及售后服务无法得到及时保障，尤其是涉及到用户使用特点的技术改造，一般无法完成，从而限制了推广；(3)部分国家的主要天线禁止或限制向中国进口，尤其是一些高性能涉及军事应用的天线，如KU、KA双频段天线，KA天线等均限制出口；(4)动中通天线一般均使用在政府、公安、武警、军队等应急通信领域，对通信系统的保密性有着十分苛刻的要求，而国外进口产品在保密性上完全无法保障和控制；(5)进口动中通天线一般都使用GPS定位系统没有配备北斗导航定位系统，这使得系统在紧急情况下降无法使用。

相比于国外，我国的移动卫星通信产业起步时间不长，虽然缺少部分经验，但已经取得了初步的成功，已经有一些厂家研制出动中通产品，比如电子科技集团的54所、38所、39所、714所，航天科技集团503所等。如54所研制的KU波段车载动中通天线已经在军队系统得到了小范围的应用推广，38所研制的动中通天线已经在神州7号、8号、9号返回舱搜救保障系统中得到了成功应用。但从目前国内已有的动中通天线开发情况来看，主要存在如下几个问题：(1)这些研究所开发的动中通天线系统主要是面向政府及部队等对价格相对不敏感的部门，没有对系统的成本进行有效的控制，同时由于技术方案相对比较保守，采用的均是传统的高精度惯导稳定控制方案，系统成本无法从根本上得到控制，因此，产品的应用推广同样受到很大的限制；(2)目前国内的动中通开发厂家主要都是传统的微波通信研究院所，这些院所的专业特长主要是天线系统、通信链路的设计，对运动测量系统、伺服跟踪控制系统的研究一般相对较少，而动中通天线的技术核心和关键是高精度实时运动测量和伺服跟踪控制系统，因此，目前已研发成功的动中通天线的稳定效果、实时跟踪精度、运动条件适应性等性能指标都不是十分理想。