[发明专利]一种二维可动点波束天线指向精度确定方法

说明书

一种二维可动点波束天线指向精度确定方法，首先将二维可动点波束天线指向精度分为方向角计算误差、天线机构误差，方向角计算误差包括轨道确定误差、时间统一误差、姿态确定误差、软件算法误差，天线机构误差包括传动误差、测量误差、热变形误差、装配误差，然后分别计算轨道确定误差、时间统一误差、姿态确定误差、软件算法误差对方向角计算误差的影响，进而得到方向角计算误差，最后根据传动误差、测量误差、热变形误差、装配误差对天线机构误差的影响计算得到天线机构误差，进而得到天线指向精度。本发明实现了对天线指向精度指标的量化预估，能够确认卫星系统设计时天线指向精度是否满足卫星工程实现的要求，与现有技术相比具有较好的实用效果。

技术领域

本发明涉及一种二维可动点波束天线指向精度确定方法，适用于低轨遥感卫星二维机械扫描点波束天线指向精度的计算及确定。

背景技术

对地数传天线是遥感卫星实现图像数据传输的重要部件，近年来随着遥感卫星的发展，卫星有效载荷配置需求的增强、分辨率的提高，适应高数据率和低误码率的数据传输技术是传输型对地观测卫星面临的一个挑战。

点波束天线因具有较高的有效全向辐射功率，在获得高增益的同时避免了信号干扰，因此在遥感卫星上应用越来越多。但由于点波束天线波束宽度很窄，当需要指向目标区域时，往往采用天线双轴机构转动改变波束指向，而随着卫星轨道位置的变化，天线指向角是随时间变化的函数，为保证在工作时精确跟踪目标，对天线指向精度提出了较高的要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种二维可动点波束天线指向精度确定方法，从卫星工程实现的角度出发，对指向精度影响因素进行分解，完成卫星天线指向精度的预估。

本发明的技术解决方案是：一种二维可动点波束天线指向精度确定方法，包括如下步骤：

(1)将二维可动点波束天线指向精度分为方向角计算误差、天线机构误差，其中，方向角计算误差包括轨道确定误差、时间统一误差、姿态确定误差、软件算法误差；天线机构误差包括传动误差、测量误差、热变形误差、装配误差；

(2)计算轨道确定误差对方向角计算误差的影响、时间统一误差对方向角计算误差的影响、姿态确定误差对方向角计算误差的影响、软件算法误差对方向角计算误差的影响，根据轨道确定误差、时间统一误差、姿态确定误差、软件算法误差对方向角计算误差的影响计算得到方向角计算误差；

(3)根据传动误差、测量误差、热变形误差、装配误差对天线机构误差的影响计算得到天线机构误差；

(4)根据方向角计算误差、天线机构误差计算得到天线指向精度。

所述的计算轨道确定误差对方向角计算误差的影响的方法为：

轨道确定误差E_O对方向角计算误差的影响α₁为

其中，H为卫星轨道高度。

所述的计算时间统一误差对方向角计算误差的影响的方法包括如下步骤：

(1)将时间统一误差E_T分为时间发送误差E_T1、时间传输误差E_T2、时间接收误差E_T3；

(2)计算时间统一误差E_T对方向角计算误差的影响α₂为

其中，R_e为地球半径，Q为卫星每天运行的圈数。

所述的计算姿态确定误差对方向角计算误差的影响的方法包括如下步骤：