[发明专利]基于轨道不平度的大型轮轨式天线指向均方根误差的计算方法

摘要

本发明公开了一种基于轨道不平度的大型轮轨式天线指向均方根误差的计算方法，包括测量天线服役时轨道采样点的高度值，确定天线座架坐标系，对轨道各点高度值进行坐标变换，对轨道不平度进行拟合，采用两种方法计算由轨道不平度引起的天线波束指向均方根误差，一是先计算单一俯仰角下的指向均方根误差，再对所有俯仰角下的这些误差求其均方根，另一种是先计算某一方位角、俯仰角下的指向误差，再对所有方位角、俯仰角下的这些误差求其均方根。本发明不仅真实反映了天线轨道表面，而且能准确计算大型轮轨式天线在指向定义域内因轨道不平度而引起的波束指向均方根误差，用于定量评价轨道不平度对天线性能的影响，具有重要的学术意义和工程应用价值。

主权项

一种基于轨道不平度的大型轮轨式天线指向均方根误差的计算方法，其特征在于，包括如下过程：(1)根据大型轮轨式天线的轨道尺寸，确定天线轨道的采样点数量，并利用高精度测量仪器测量大型轮轨式天线在服役一段时间后的轨道各点的高度值；(2)确定天线座架坐标系，对轨道各点高度值进行坐标变换；(3)基于最小二乘原理，确定轨道不平度的最佳拟合函数，并判断轨道各点高度值的均值是否为0，如果是，转至步骤(4)，如果否，转至步骤(7)；(4)根据最佳拟合函数，计算轨道表面所有点的高度值及其均方根误差；(5)确定天线某一俯仰角El_j，建立轨道不平度均方根与天线波束指向均方根误差的数学模型，并计算该俯仰角下的天线波束指向均方根误差，判断是否所有俯仰角下的波束指向均方根误差都计算完毕，如果是，转至步骤(6)，如果否，令j＝j+1，重复步骤(5)，计算下一个俯仰角的天线波束指向均方根误差；(6)计算天线指向定义域内的波束指向均方根误差，转至步骤(10)；(7)确定天线某一方位角Az_i、俯仰角El_j，根据天线的方位角和轨道不平度的最佳拟合函数，计算天线所有滚轮对应的轨道高度值；(8)建立轨道不平度与天线波束指向误差的数学模型，根据俯仰角和滚轮对应的轨道高度值，计算天线波束指向误差，判断是否所有方位角、俯仰角下的波束指向误差都计算完毕，如果是，转至步骤(9)，如果否，令i＝i+1，j＝j+1，转至步骤(7)，计算下一个方位角、俯仰角下的天线波束指向误差；(9)计算天线指向定义域内的波束指向均方根误差，转至步骤(10)；(10)得到由轨道不平度引起的天线波束指向均方根误差，定量评价轨道不平度对天线性能的影响。