[发明专利]舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法

说明书

本发明属于卫星通信天线应用技术领域，涉及到一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法。该预测方法是根据舰船实际结构建立舰船平台几何模型，计算天线遮挡区域；依据海况信息，得出舰船横纵摇角度，对卫星通信天线遮挡区域算法进行修正；计算舰位卫星通信天线的仰角与方位角；通过数据对比预测卫星通信天线受遮挡的航向。本发明充分考虑了电波绕射对卫星通信天线遮挡的影响，并结合海上卫星通信特点，能够基于舰船平台障碍物对卫星通信天线遮挡区域的计算结果，准确预测舰船受遮挡航向，为舰船载卫星通信天线的设计、安装提供参考依据，为舰船航行中根据预测结果及时调整航向提供参考，为卫星通信天线伺服系统提供天线切换的辅助参数。

技术领域

本发明属于卫星通信天线应用技术领域，涉及到一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法。

背景技术

卫星通信具有通信距离远，传输容量大，覆盖范围广等优点，是海上舰船实现远程通信的主要手段。舰船载卫星通信天线受遮挡是影响舰船卫星通信效果的重要因素之一，卫星通信天线被遮挡会引起通信信号衰落，严重时会导致通信中断。

目前，常用的卫星通信天线遮挡预测并未考虑电波的绕射特性，只是将电波传播看作简单的射线传播，导致遮挡区域计算误差较大。且现有方法未结合海上应用的特殊环境，无法对船舶晃动条件下的卫星通信天线遮挡区计算结果进行有效修正。

本发明基于舰船平台障碍物对卫星通信天线遮挡区域的计算结果，预测舰船受遮挡航向，可为舰船载卫星天线的设计、安装提供参考依据，可为舰船航行中根据预测结果及时调整航向提供参考建议，为天线伺服系统提供天线切换的辅助参数。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于菲涅尔区特性的舰船载卫星通信天线受遮挡航向预测方法，结合海上平台应用的特殊环境，不断修正计算结果，为海上船舶规避卫星通信天线遮挡提供可靠的定量分析。

本发明的技术方案是：

一种舰船载卫星通信天线受遮挡航向的预测方法，首先根据舰船实际结构建立舰船平台几何模型，计算卫星通信天线遮挡区域；然后依据海况信息，得出舰船横纵摇角度，对卫星通信天线遮挡区域算法进行修正；计算卫星通信天线的仰角与方位角；最后通过数据对比预测卫星通信天线受遮挡的航向。

(1)根据舰船实际结构，建立舰船平台几何模型，得到不同障碍物的等效高度与二分之一等效宽度，结合障碍物与卫星通信天线的相对位置，得出障碍物相对于卫星通信天线的舷角与高度差。

(2)基于第一菲涅尔区特性，计算第一菲涅尔半径。

(3)分析障碍物边缘的遮挡情况，求出水平调整距离与竖直调整距离的函数关系。

(4)利用卫星通信天线遮挡区域算法，求得相对于卫星通信天线不同舷角所需的卫星通信天线最小仰角。

(5)根据当前舰船位置、航向、航速参数，计算获得舰船后续位置信息。

(6)根据计算的舰船后续海区的海况信息，得出舰船晃动角度，修正卫星通信天线遮挡区域计算结果。

(7)计算卫星通信天线的仰角与方位角。

(8)通过与卫星通信天线遮挡区域对比，预测遮挡的航向。

本发明的有益效果：本发明充分考虑了电波绕射对遮挡问题的影响，并结合海上移动通信实际特点，提出卫星通信舰船载天线遮挡预测方法。本发明能够更准确地预测遮挡航向，为舰船的卫星通信天线设计、安装提供参考依据，为舰船载卫星通信天线的设计、安装提供参考指标，为舰船及时调整航向提供参考，为舰载卫通通信天线伺服系统提供天线切换的辅助参数。

具体实施方式

以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。

步骤一、根据舰船实际结构，建立舰船平台几何模型：