[发明专利]低轨卫星地面站天线的跟踪装置及其应用方法

说明书

本发明公开了一种低轨卫星地面站天线的跟踪装置，包括：星历预报单元，其上连接有与低轨卫星通信连接以接收星历的星历接收机；与星历预报单元通信连接的跟踪控制单元，其上连接有GPS和/或北斗定位单元和惯性测量单元；与跟踪控制单元通信连接的伺服控制单元，其上设置有与地面站天线相配合的天线驱动组件及框架组件。本发明提供一种低轨卫星地面站天线的跟踪装置，其通过接入星历预报单元能够预测出卫星在后续一段时间内的轨道位置信息，进而用于引导地面站天线实现对卫星的捕获、跟踪、对准(ATP)，该装置对自动卫星天线产品从高轨向低轨的转型过渡，缩短卫星天线产品转型研制周期具有积极的推动作用。

技术领域

本发明涉及一种在卫星通信情况下使用的低轨卫星地面站天线的跟踪及其应用方法。

背景技术

基于低轨卫星的移动通信系统具有通信时延短，传播损耗小，传输质量可靠等特点，可以通过多颗卫星组网形成全球覆盖，系统容量与地面固定通信网络可处于相同的数量级，可以很方便地通过增加卫星数量得到提升。

随着我国现代移动通信技术的高速发展和小卫星技术的成熟及成本的降低，低轨道卫星移动通信系统已成为我国卫星通信发展的重点方向。而研制低成本、高速率、小型化、全自动、国产自主的低轨卫星通信终端具有广阔的市场前景。

而又由于低轨卫星的高速运动，地面站天线需要跟随卫星的运动做连续跟踪动作，接收载波信号频率也需要跟从卫星的波束切换进行改变，地面站天线的跟踪任务还要不断地从一颗星切换至下一颗卫星。地面站天线需要保持较高的对准精度时刻自动跟踪和对准所使用的卫星，并保证在有效时间内通信的连续性。所以低轨卫星跟踪对地面站天线的跟踪精度和动态特性要求都比高轨卫星要高的多。

低轨卫星在距地面200～2000km高度的特定轨道上绕地球高速运行，地面站天线需要随动卫星的运动而运动，始终保持相对卫星的指向；由于低轨卫星通信采用了组网(星座)的方式，为了实现对地面上特定区域在时间上的信号连续覆盖，需要多颗按一定规则排列的卫星，协同工作。

基于上述低轨卫星通信系统的特点，地面站天线，首先：需要保持相对卫星的连续、高精度随动跟踪；其次，在进行通信卫星切换时，要求天线能够实现快速的切换到将要对准的目标卫星，以保证通信的连续性。因此，低轨(LEO)卫星通信相对高轨(GEO)卫星通信，对地面站天线的跟踪精度和动态特性都提出了更高的要求。

故因低轨卫星、高轨卫星相对于地面站天线的工作方式存在不同，故现有技术中的高轨卫星地面站天线的跟踪装置，无法应用于低轨卫星的地面站天线中。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种低轨卫星地面站天线的跟踪装置，其能够通过接入星历预报单元，根据卫星某时刻(或者初始时刻)的位置信息，基于行星运动的开普勒定律，预测出卫星在后续一段时间内的轨道位置信息，进而用于引导地面站天线实现对卫星的捕获、跟踪、对准(ATP)，该装置对自动卫星天线产品从高轨向低轨的转型过渡，缩短卫星天线产品转型研制周期具有积极的推动作用。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种低轨卫星地面站天线的跟踪装置，包括：

星历预报单元，其上连接有与低轨卫星通信连接以接收星历的星历接收机；

与星历预报单元通信连接的跟踪控制单元，其上连接有GPS和/或北斗定位单元和惯性测量单元；

与跟踪控制单元通信连接的伺服控制单元，其上设置有与地面站天线相配合的天线驱动组件及框架组件；

其中，所述框架组件被配置为包括与天线相配合的底座，所述底座被配置为呈锥筒状的双层空心结构，所述底座的上部、底部分别设置有注沙口、出沙口。

优选的是，其中，还包括：