[发明专利]双惯导的卫星移动终端天线两轴稳定三轴动态跟踪方法

说明书

本发明涉及数据处理技术领域，具体涉及一种双惯导的卫星移动终端天线两轴稳定三轴动态跟踪方法，包括获取天线的GPS地理位置信息；基于所述GPS地理位置信息计算姿态信息；通过前馈惯导或上置惯导对所述姿态信息进行异常检测并矫正，得到正确姿态天线；接收机通过信号采集模块将所述正确姿态天线的输出信号作为反馈信号引入到控制器中，得到电平信号反馈；天线面基于所述电平信号反馈进行误差补偿后对天线的指向进行调整，提高了高动态跟踪性能，控制天线快速精确跟踪卫星，解决了现有的动态跟踪方法的高动态跟踪性能较低的问题。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种双惯导的卫星移动终端天线两轴稳定三轴动态跟踪方法。

背景技术

随着现代通信技术的不断发展，卫星通信及卫星电视已成为现代通信网不可缺少的重要组成部分，在偏远陆地地区及海上的应用越来越广泛，甚至已成为一些行业及特殊场景下的刚性需求。宽带卫星通信的前提是地面的卫星天线始终精确对准天上的通信卫星，但在地面载体移动过程中，由于其姿态和地理位置发生变化，会引起原对准卫星天线偏离卫星，使通信中断，因此必须通过机械或电气稳定平台有效的隔离载体的姿态变化对卫星天线姿态的影响，使天线不受影响并始终保持稳定的对星姿态。但是高轨卫星距离地球上万公里，要使地面终端天线精确对准，且不影响邻近卫星的正常通信，一般要求地面终端天线的跟踪精度达到0.2°RMS。为了克服载体的运动，一套可靠的高精度自动跟踪系统至关重要。

卫星天线伺服跟踪系统有两轴稳定平台和三轴稳定平台两种解决方案。具有两轴稳定平台的卫星天线是一种较经济的高性价比选择，一般适用于卫星仰角不超过80度的场景。

目前市场上，实现两轴天线的稳定大多基于陀螺稳定方法。陀螺稳定的原理是在天线的俯仰轴上安装一个三轴惯导模块，用于感应天线面在俯仰、横滚和方位方向上相对于惯性空间的运动，并将此信号作为速度反馈，以此实现回路稳定。该方案具有精度高、闭环跟踪误差小的优点，但缺点是高动态情况下，惯导运动带来加速度不准，导致控制精度不佳，另外伺服系统同步性差、延迟大，降低了高动态跟踪性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双惯导的卫星移动终端天线两轴稳定三轴动态跟踪方法，旨在解决现有的动态跟踪方法的高动态跟踪性能较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双惯导的卫星移动终端天线两轴稳定三轴动态跟踪方法，包括以下步骤：

获取天线的GPS地理位置信息；

基于所述GPS地理位置信息计算姿态信息；

通过前馈惯导或上置惯导对所述姿态信息进行异常检测并矫正，得到正确姿态天线；

接收机通过信号采集模块将所述正确姿态天线的输出信号作为反馈信号引入到控制器中，得到电平信号反馈；

天线面基于所述电平信号反馈进行误差补偿后对天线的指向进行调整。

其中，所述通过前馈惯导对所述姿态信息进行异常检测，得到控制方案，包括：

前馈惯导将姿态信息实时传输给控制器，所述控制器基于所述姿态信息进行坐标转换，得到天线的跟踪角度，并控制执行电机转动，使得天线面的指向不变，获得正确姿态天线。

其中，所述通过上置惯导对所述姿态信息进行异常检测并矫正，得到正确姿态天线，包括：

上置惯导基于所述姿态信息获取天线的误差角速度和倾角值，并先利用角速度信号作为内环控制，再利用倾角值作为角度环控制，基于所述误差角速度和倾角值对所述天线进行矫正，获得正确姿态天线。

其中，所述天线面基于所述电平信号反馈进行误差补偿后对天线的指向进行调整，包括：

天线面基于所述电平信号反馈利用圆锥扫描算法搜索信号最大值的方式进行误差补偿后对天线的指向进行调整。